林火碳排放研究进展

火是森林生态系统主要的干扰因子, 森林火灾的频繁发生不仅使森林生态系统遭到破坏, 同时也造成了含碳温室气体的大量释放。综述了火烧面积、森林可燃物以及燃烧效率等主要因子对森林火灾排放碳量估计的影响, 分析了这一领域未来研究发展趋势。大量研究表明:1)卫星遥感是估测大尺度上森林过火面积的主要手段, 随着高分辨率卫星的应用, 森林火灾面积的估计精度不断得到提高。目前的研究主要集中于大尺度上林火面积的估计和估算方法的改进。2)遥感数据是目前估计大尺度可燃物燃烧量的有效手段, 利用遥感数据的同时结合有效可燃物计算模型, 运用多元线性与非线性分析结合等方法提高对可燃物燃烧量的估计。3)燃烧效率是决定可燃物消耗量的主要因子, 也是估计森林火灾释放含碳气体量的关键。未来的研究是利用高分辨率的遥感数据, 结合复杂的可燃物计算模型, 更精确地估计林火碳排放。     

计划火烧对区域森林燃烧性的影响

[目的]利用燃烧概率模型模拟计划火烧前后两种情景下的森林燃烧概率,在景观尺度上定量评估计划火烧在林火预防中的作用。[方法]利用SPOT6卫星数据提取大兴安岭部分区域在2016年火险期前进行计划火烧处理的可燃物状况,基于研究区附近地面气象观测数据利用R软件计算2016年火险期每日的火险指数,通过BURN-P3模型分别模拟计划火烧前后的森林燃烧性,评估计划火烧对森林燃烧概率和火行为的影响。[结果]2016年火险期前该区域进行计划火烧的面积为44 931 hm~2,占区域总面积的20.8%。计划火烧后,研究区平均燃烧概率从0.016 4降到0.012 4,落叶针叶林、常绿针叶林、针阔混交林、草地和落叶阔叶林平均燃烧概率分别降低4.2%、3.5%、5.9%、2.3%和0.6%。计划火烧前研究区的平均火烧强度和平均蔓延速度分别为548.9 kW·m~(-2)和2.2 m·min~(-1),通过计划火烧处理,火烧强度和蔓延速度分别降低17.9%和24.3%。落叶针叶林和针阔混交林是发生树冠火的主要类型,火强度高、火蔓延速度快。计划火烧处理后研究区的树冠火比例降低了11.7%。[结论]火险期前的计划火烧减少了区域内草类可燃物的空间分布,降低了草类可燃物载量,也有效降低了区域内的森林燃烧性,平均火强度、蔓延速度和树冠火发生比例均显著降低。计划火烧区附近2 500 m范围内的燃烧概率明显降低。     

森林可燃物类型遥感分类研究进展

森林可燃物是林火发生及蔓延的物质基础,森林可燃物的研究是林火管理的重要基础。可燃物的空间分布是预测林火行为和森林火险等级的关键变量。介绍了国际上常用的几种用来进行森林可燃物类型划分的可燃物模型,总结了国内外利用遥感数据绘制森林可燃物类型图的方法,并对目前国内森林可燃物类型遥感分类研究中存在的问题进行分析。     

卫星林火监测关键技术研究及应用前瞻

卫星林火监测主要使用1000 m分辨率的热红外通道数据,由于受空间分辨率的制约,遥感图像上所能表达的火点及火环境的信息有限,制约了卫星数据的应用深度和广度。针对以上难题,开展卫星监测图像信息增强和提取、可视化超分图像处理、林火自动化识别等研究。初步研究表明:利用计算机模拟传感过程并再成像,可以将1000 m分辨率的遥感图像重构为90 m分辨率的图像,与原图像相比,取得了火点、火环境的超分显示。我们认为,该关键技术突破后,卫星遥感技术将在林火探测、火场态势监测、火险测报预警、火蔓延预报、扑救辅助决策支持、航空消防辅助管理中取得应用拓展,卫星遥感技术将逐渐成为森林火灾监测、预警和火险预报中的主导技术;人、财、物力消耗巨大的地面视频监控,基于野外人海战术的巡护瞭望,将被高效和经济可靠的卫星监测技术所替代。     

遥感技术在火监测中的应用研究综述

火是地球表面频繁发生的异变现象,也是森林、灌丛、草地等生态系统中植被演替的主要动力。植被火烧释放出来的大量气溶胶颗粒物以及各种痕量气体,会引发大气环境和全球碳循环过程的深刻改变。遥感卫星能够监测和记录全球地表信息,尤其适用于地表异变现象特别强烈的火灾事件。遥感技术在野火识别和监测中的应用主要为了实现以下4个目的:1）火点精确地理位置判定;2）在燃火线的范围制图和火场发展趋势判定;3）火烧强度评价;4）火烧迹地植被恢复监测与评价。文中总结了遥感卫星技术和数据在火险评价与制图、火点识别、火烧面积统计以及火烧迹地植被恢复评价中的应用和贡献。     

林火管理与森林的可持续发展

森林火灾是在开放环境中的自由燃烧过程 ,由于受可燃物特征与分布、空气湿度、地形与风场分布等因素的影响 ,构成了森林火灾的复杂性与随机性。由于自燃、雷击和人为因素等火源不可能彻底排除 ,森林火灾不可避免。大面积高强度火可以烧毁森林 ,造成地面光秃和加速土壤侵蚀 ,但小面积低速度火却可以减少地面多余可燃物 ,有助于林木的火后更新和生物栖息。因此在预防森林火灾中 ,实现森林可燃物可持续管理是发展重点 ,用计划火烧减少可燃物 ,营造防火林带隔断可燃物的连续性 ,可以达到减少和控制森林火灾的目的。1　近年来林火管理面对的挑战…     

大兴安岭林火特征分析

通过对2007年大兴安岭两场大火的火烧迹地调查和2007年春季火险分析,发现这两场大火都发生在高火险时段.火烧类型以地表火为主,火后大部分林地地表可燃物载量减少,但落叶松纯林在中度和重度火烧后地表径级可燃物栽量增加.针对大兴安岭林区林火蔓延快、容易发展为大火的特点,建议改进森林火险预报技术,加强可燃物管理,提高初始扑救成功率.     

森林地表死可燃物含水率预测模型研究进展

林火是影响森林生态系统的重要因子之一,林火蔓延和发展深受森林可燃物含水率的影响,尤其是林火的发生直接受地表死可燃物含水率的影响。因此,准确预测森林地表死可燃物含水率是预报森林火险和火行为的关键,加强森林死可燃物含水率预测模型研究尤为重要。从森林可燃物含水率的研究方法、研究模型及模型精度3方面综述研究现状,并对比评价现有模型。针对目前研究的诸多问题,提出5点展望:1)加强研究重点火险区野外含水率动态。利用已有的森林火险因子采集站和森林火险监测站获取不同环境因子和可燃物含水率及气象因子监测数据,构建重点火险区基于气象参数的森林可燃物含水率预测模型。2)加强森林可燃物的基础数据监测和收集。这可为全面构建森林火险等级系统奠定坚实的数据基础,同时还应建立精准的森林可燃物类型划分体系。3)加强研究可燃物含水率的空间异质性。应考虑不同影响因子下可燃物含水率动态,特别是了解小尺度内森林可燃物含水率的空间异质性,才能更准确进行林火预测预报。4)结合应用增强回归树(BRT)方法来提高模型精度。在可燃物含水率模型精度影响因子的研究中,运用BRT方法多次随机抽取一定量的数据,量化分析不同因子对模型精度的影响程度。5)结合GIS进行大尺度火险预警研究。综合应用RS和GIS技术,建立可燃物含水率的遥感反演模型,在准确模拟森林可燃物含水率空间分布的基础上,建立基于可燃物含水率的不同火险等级的预测模型。     

几种卫星系统监测林火技术的比较与应用

卫星遥感方法作为灾害监测手段，在时间分辩率和宏观性方面具有优势。目前用于我国森林火灾监测的主要是美国的NOAA系列气象卫星，此外，我国的风云系列气象卫星和美国的EOS卫星也开始应用于林火监测。NOAA和风云系列气象卫星为森林火灾的监测提供了可靠、稳定的服务，但因分辩率低给森林火灾信息的提取监测带来一定困难。应用美国EOS卫星进行林火监测，可以提高监测精度和准确度，为火灾的扑救提供更多、更可靠和更细致的监测成果，将卫星遥感技术用于森林火灾监测，涉及估算火烧面积、火烧强度、火灾后生态环境监测等诸多领域。     

大兴安岭呼中森林大火碳释放估算

森林火灾不仅破坏森林生态系统,还向大气中释放了大量含碳温室气体,影响碳循环。对林火碳释放进行有效地估算,可以更加深入了解林火对碳循环的作用。利用卫星遥感影像,分析了2010年6月大兴安岭呼中森林大火后植被指数变化,对火烧程度进行了分级,结合野外火烧迹地调查和可燃物含碳率,估算出不同火烧等级、不同植被类型林火过火面积、火烧消耗可燃物量和释放碳量。结果表明:此次大兴安岭呼中森林大火总过火面积为5 812.4hm2,消耗可燃物总量76 742.51t,释放碳34 534.13t,其中落叶松林和针阔混交林释放碳量分别为14 934.16和19 599.97t。     

可燃物分类与卫星遥感制图

This paper summarizes the fuel type systems currently adopted by the fire danger rating systems or fire behavior prediction systems of some countries, such as Canada, the United States, Australia, Greece, and Switzerland. As an example, the Canadian Forest Fire Danger Rating System organizes fuel types into five major groups, with a total of 16 discrete fuel types recognized. In the United States National Fire Danger Rating System, fuel models are divided into four vegetation groups and twenty fire behavior fuel models. The Promethus System （Greece） divides fuels into 7 types, and Australia has adopted only three distinct fuel types： open grasslands, dry eucalyptus forests, and heath/shrublands. Four approaches to mapping fuels are acceptable： field reconnaissance, direct mapping methods, indirect mapping methods, and gradient modeling. Satellite remote-sensing techniques provide an alternative source of obtaining fuel data quickly, since they provide comprehensive spatial coverage and enough temporal resolution to update fuel maps in a more efficient and timely manner than traditional aerial photography or fieldwork. Satellite sensors can also provide digital information that can be easily tied into other spatial databases using Geographic Information System （GIS） analysis, which can be used as input in fire behavior and growth models. Various fuel-mapping methods from satellite remote sensing are discussed in the paper. According to the analysis of the fuel mapping techniques worldwide, this paper suggests that China should first create appropriate fuel types for its fire agencies before embarking on developing a national fire danger rating system to improve the current data situation for it＇s fire management programs.     

Delineating a managed fire regime and exploring its relationship to the natural fire regime in East Central Florida,USA: A remote sensing and GIS approach

A managed fire regime on John F. Kennedy Space Center, Florida and surrounding federal properties was mapped using time series satellite imagery and GIS techniques. Our goals were to: (1) determine if an image processing technique designed for individual fire scar mapping could be applied to an image time series for mapping a managed fire regime in a rapid re-growth pyrogenic system; (2) develop a method for labeling mapped fire scar confidence knowing a formal accuracy analysis was not possible; and (3) compare results of the managed fire regime with regional information on natural fire regimes to look for similarities/differences that might help optimize management for persistence of native fire-dependent species. We found that the area burned by managed fire peaked when the drought index was low and was reduced when the drought index was high. This contrasts with the expectations regarding the natural fire regime of this region. With altered natural fire regimes and fire-dependent species declining in many pyrogenic ecosystems, it is important to manage fire for the survival of fire-adapted native species. The remote sensing and GIS techniques presented are effective for delineating and monitoring managed fire regimes in shrub systems that grow rapidly and may be appropriate for other fire-dependent systems world wide.     

高分辨率卫星遥感在红树林资源监测中的应用

卫星遥感是进行红树林资源监测的主要方法, 高分辨率卫星遥感能够提供细尺度上的资源信息, 是红树林资源保护和监测研究的重要发展方向。文中在综合国内外相关文献的基础上, 分析国内外高分辨率卫星遥感包括高空间和高光谱遥感数据应用于红树林资源监测研究的现状, 讨论用于遥感研究的数据源、研究内容、方法以及应用研究的局限性和发展趋势。     

卫星遥感技术在森林病虫害监测中的应用

本文阐述了利用先进的卫星遥感技术手段，替代传统目视地面调查方法的必要性和可行性。回顾并总结了近２０年来卫星遥感技术在森林病虫害监测领域的研究进展。展望了卫星遥感监测森林病虫害的前景。     

LOSS ASSESSMENT OF BURNED FOREST USING REMOTE SENSING AND GEOGRAPHICAL INFORMATION TECHNIQUES

After forest fire,It is very needd to locate fire position and assess the loss of forestresources.In this paper,a method of burned forest assessment with satellite remote sensing dataand over-laying techniques is discussed and used in the assessment of the burned forest in Malinforest Farm after the large forest fire of May,1987.     

Fire models and methods to map fuel types: The role of remote sensing

Understanding fire is essential to improving forest management strategies. More specifically, an accurate knowledge of the spatial distribution of fuels is critical when analyzing, modelling and predicting fire behaviour. First, we review the main concepts and terminology associated with forest fuels and a number of fuel type classifications. Second, we summarize the main techniques employed to map fuel types starting with the most traditional approaches, such as field work, aerial photo interpretation or ecological modelling. We pay special attention to more contemporary techniques, which involve the use of remote sensing systems. In general, remote sensing systems are low-priced, can be regularly updated and are less time-consuming than traditional methods, but they are still facing important limitations. Recent work has shown that the integration of different sources of information and methods in a complementary way helps to overcome most of these limitations. Further research is encouraged to develop novel and enhanced remote sensing techniques.     

利用卫星热点测报森林火灾的报准率统计分析

卫星热点测报森林火灾的本质是测报地面高温热源,粗分辨率的遥感数据不能有效区别森林火灾与其非森林火灾,实地核查是卫星热点测报中的一个工作环节,利用GIS系统制定计算机辅助决策,提升热点处置的技术水平,是森林防火行业提出的一个应用研究课题,评估卫星热点测报森林火灾的报准率是解决问题的基础.通过收集云南省1998～2002年和2004年的卫星热点监测反馈数据11251条,按8种热源进行分类统计,进行大样本统计分析,利用总体比例估计模型进行比估计.结果表明,在90％可靠性条件下,云南的卫星热点中,森林火灾所占的比估计为29.3％,置信区间为{0.286,0.3001}.     

数据融合技术在"3S"森林防火中的应用

本文首先阐明了森林防火对人类实现“可持续发展”战略的重大意义 ;继而在简介“3S” (RS、GIS与GPS)系统的基本原理的基础上 ,进一步介绍了MODIS卫星红外遥感技术对森林防火技术的提升 ,并对其不足之处提出了“数据融合”技术的改进方法 ,最后展望了森林防火工作的未来发展前景。