中国森林火灾发生规律及预测模型研究

量化分析森林火灾发生规律能为预测和防治森林火灾提供科学依据。文中采用四参数Weibull分布描述了我国森林火灾发生次数和火场面积分布规律,运用Spearman相关系数分析承灾主体因子、灾害管理因子、孕灾环境因子与森林火灾发生次数、面积间关系,基于全国森林火灾数据分别建立灰色系统理论模型、BP人工神经网络模型和时间序列ARIMA模型,并采用Markov随机过程改进已建立模型。结果表明,我国森林火灾发生次数分布呈左偏正态分布,火场面积呈倒J型分布,火灾次数和火场面积分布模型拟合决定系数分别为0.63和0.66;承灾主体、孕灾环境和灾害管理对森林火灾次数和火场面积影响程度依次减小,人工林面积、累年年平均气温、年降雨量平均差值、年最低气温平均日数与森林火灾发生具有明显相关性,影响森林火灾的因子与森林火灾发生次数、火场面积间存在指数型关系;不同模型对森林火灾发生次数和火场面积拟合优度次序为BP模型、GM（1,1）-Markov模型、BP-Markov模型、GM（1,1）模型、ARIMA模型、ARIMA-Markov模型,采用Markov过程能显著改进GM（1,1）预测模型对火灾随机性的预测效果,可以更好地反映森林火灾发生规律。     

浙江省森林火灾和ENSO循环的关系

对1968-2013年浙江森林火灾与气象资料进行统计分析,并对ENSO循环下浙江森林火灾与气象要素的关系进行了进一步分析,研究ENSO循环对浙江森林火灾的影响。结果表明:1968-1983年浙江森林火灾次数处于低值区,1984年起火灾次数突然上升,并于1986年达峰值,随后出现逐波下降趋势。浙江森林火灾多年平均月际变化呈单峰型,从12月开始上升,峰值出现在来年的4月,5月开始急剧下降,谷值出现在6月,海温暖异常月份,森林火灾减少;海温冷异常月份,森林火灾增加;ENSO循环影响浙江森林火灾的主要气候机理为:El Nino爆发前的冬季有利于浙江森林火灾的发生,而El Nino发生后的冬季不利于火灾发生;与之相反,在La Nina爆发之前的冬季不利于森林火灾的发生,而在La Nina发生后的冬季,有利于森林火灾的发生;ENSO循环还通过与冬季风的关系影响到浙江森林火灾峰值月份的出现时间,在El Nino年夏季,一般不利于浙江森林火灾的发生,在La Nina年夏季,当副高西伸脊点偏西,有利于森林火灾的发生,当西伸脊点偏东,则不利于森林火灾发生。     

基于GIS的景观格局对云南省森林火灾的影响

【目的】研究景观格局对森林火灾的影响,为深入研究森林景观对林火干扰的抗性和控制的机制奠定理论基础。【方法】以云南省为研究区,依据森林防火条例结合研究区实际情况对森林火灾进行等级分类。对遥感影像进行前期预处理以及重分类,得到云南省土地利用分类图。利用Arc GIS格网法对其格网化,选取7种景观指数(板块数量、平均斑块面积、板块密度指数、蔓延性指数、景观丰度、斑块丰度密度指数和香浓多样性指数)并计算,利用相关性分析及Bootstrap显著性检验方法对云南省森林火灾面积与景观指数的关系进行研究。【结果】2005—2008年云南省共发生火灾1 457起,其中重大火灾98起。在边长为10 km的格网中,随着针叶林、阔叶林、草地和灌木的平均斑块面积增大,发生高等级森林火灾的概率增大;针阔混交林、河流和水体反之。在100 hm~2以上的森林火灾中,斑块丰度密度指数、蔓延性指数、景观丰度、香农多样性指数、斑块密度指数、斑块数量与森林火灾面积的相关系数分别为-0.022,0.300,0.253,-0.333,-0.360,-0.302,其中蔓延性指数、香农多样性指数、斑块密度指数和斑块数量显著相关。根据Bootstrap显著性检验得出,在(0,1]hm~2森林火灾中,蔓延性指数与森林火灾面积的相关性在0.01水平上可信;在(50,100]hm~2的森林火灾中,蔓延性指数和香农多样性指数的Bootstrap显著性在0.01和0.05水平上可信。随着森林火灾向≥100 hm3以上转变时,香农多样性指数对火面积的负相关达到最大值,负相关系数为-0.333,并在0.01水平上显著。【结论】1)针叶林、阔叶林、草地和灌木平均斑块面积的增大对森林火灾蔓延有促进作用,针阔混交林、河流和水体平均斑块面积增大则对森林火灾蔓延有抑制作用;2)在(0,1]hm~2森林火灾中,香农多样性指数、景观丰度和蔓延性指数对火灾面积的影响程度依次降低;在(50,100]hm~2森林火灾中,蔓延性指数、香农多样性指数和斑块数量对火灾面积影响程度依次降低,以上排序可通过Bootstrap显著性检验;3)香农多样性指数、斑块数量和斑块密度的相关系数随着火灾等级(面积扩大)提高向更高的负相关转化,对森林火灾面积的抑制作用逐渐增加。相反,蔓延性指数的相关系数随着火灾等级提高逐渐向正相关发展,对森林火灾面积变化起到促进作用。以上景观指数对100 hm~2以上的森林火灾面积变化的影响程度最为明显。     

基于小波分析的我国森林草原火灾周期震荡研究

火灾是森林草原生态的重要干扰因子,研究火灾发生的子因素有助于分析森林草原火灾发生规律和预测火灾发展趋势。运用软件Matlab 2009a对我国森林草原火灾统计资料进行小波分析,Daubechies 10作为小波基进行小波分解与重构,讨论多种火灾影响因素下不同时间尺度的子序列对森林草原火灾的影响。结果表明:1993—2003年森林火灾面积呈小幅上升趋势,2004—2016年森林火灾面积呈小幅下降趋势; 1994—2004年草原火灾面积呈上升趋势,2005—2016年草原火灾面积呈稳定下降趋势,预计未来我国森林、草原火灾发生面积将继续呈小幅减少趋势。森林与草原火灾发生次数总体呈下降趋势,但森林火灾发生次数仍处于小波谷中,预计未来我国草原火灾发生次数保持稳定降低的趋势,森林火灾发生次数虽然会在较低水平波动,但较2016年森林火灾发生频率可能会更高,所以未来森林火灾的发生还将处在一个相对较活跃的状态。     

重庆森林火灾发生规律与发展趋势分析

通过对重庆2000-2010年的森林火灾发生情况进行研究,结果表明:2000-2006年重庆森林火灾呈阶梯状上升式分布,2006-2010年呈阶梯状下落式分布,且隔几年出现一个高峰年；重庆森林火灾主要发生在春,夏两季,其中3月与8月是火灾发生次数较多的两个月；在一天中,森林火灾发生的次数基本呈正态分布,相对集中在10:00-18:00,高峰期在14:00-16:00；森林火灾基本上是人为火源引起的,主要为烧荒烧炭、上坟烧纸、烧灰积肥、野外吸烟以及小孩玩火等；森林类型上,主要以针叶林发生森林火灾次数最多、受害面积最大,其次为针阔混交林,阔叶林最少.     

中国森林火灾发生特征及其与主要气候因子的关系研究

基于火灾年鉴数据及CRU格点气象资料,借助时间序列、皮尔逊相关分析及线性回归分析等方法,分析了我国1950—2017年期间森林火灾发生的特征及其气候驱动因子,并建立了火灾导致伤亡人数的预测模型。结果表明:1)森林火灾发生次数、森林受灾面积、受伤人数、死亡人数及伤亡人数等5个参数随时间均具有相似的变化趋势,且相互间均存在显著正相关(P0.01)。2)1950年以来,全国森林火灾次数、受灾森林面积及伤亡人数均呈显著的下降趋势。3)1950—1987年期间,全国森林火灾发生次数与生长季降水呈正相关,与非生长季降水则呈负相关;1988年以后,除5月和9月外,森林火灾的发生与降水基本呈负相关关系。4)1950—1987年间,全国森林火灾发生次数与生长季末温度呈正相关;1988年以后,森林火灾发生次数与前1年及当年生长季或生长季前的均温、最高温及最低温呈负相关。5)1950—1987年间全国森林火灾发生次数与前1年的PDSI呈正相关,并在6月、9月、11月和12月达到显著水平;1988年以后,森林火灾发生次数与逐月PDSI呈负相关关系。可燃物数量及其含水率是决定林火发生的关键因子,特别是在气候变暖背景下,高温触发的"暖干旱"现象可能会改变传统认为的火灾-气候关系,因此未来需要进一步深入研究气候变暖背景下森林火灾发生规律及其影响因素,才能科学合理地做好林火预防与管理工作。     

50余年来呼和浩特地区气候变化与厄尔尼诺-拉尼娜事件关系初探

选取了1961-2014年呼和浩特地区气候资料,结合同一时期发生的El Nino/La Nina事件,对气温、降水量和干旱特征与El Nino/La Nina事件的关系进行了统计分析,初步探讨了El Nino/La Nina事件对呼和浩特地区气候的影响。分析结果表明:1961年以来呼和浩特地区气温具有明显的波动升高的趋势;降水量年代际变化较为明显,20世纪60、70年代,降水为正距平;20世纪80、90年代,以及21世纪前10年,降水均为负距平,2011年以后降水开始逐渐增多。El Nino/La Nina事件对呼和浩特地区气候变化和干旱灾害具有一定的影响,El Nino年气温偏高,La Nina年气温偏低;El Nino和La Nina事件对呼和浩特地区降水都有减少的作用,El Nino事件中,降水量减少的概率和幅度更大。El Nino事件提高了呼和浩特地区发生干旱的概率;La Nina事件促使发生干旱的概率较小,但其促使发生干旱的程度可能更深一些。     

曲靖市森林火灾发生规律及对策探讨

对曲靖市2004-2014年发生的森林火灾进行调查与分析,结果表明:森林火灾的发生次数与气候变化密切相关,降水少的干旱年份易发森林火灾,2009、2010年极为干旱,火灾次数分别为54次和46次,占11年火灾次数的35.8%,过火面积、受灾面积分别为1 186.5 hm2与325.54 hm2和3 407.27 hm2与528.93 hm2;春、冬季节易发生火灾,且蔓延速度快,尤以2月份最多,达到111次,占39.8%;每天10:00~14:00是森林火灾高发期,占全天火灾次数62%;非生产性用火占61%左右,是森林火灾的主要起因。针对森林防火工作存在的问题提出了对策与建议。     

我国2000-2012年夏季森林火灾分布规律

文中介绍了我国2000—2012年森林火灾发生的整体情况,分析了我国夏季森林火灾的时空分布规律。2000一2012年我国森林火灾发生次数年际间大体保持平稳,2003—2005年达到一个较高的峰值,2008年达到最高峰,近几年来则呈下降趋势。夏季森林火灾的发生次数在2000—2007年处于较高水平,尤其是2003年和2006年火灾发生次数最多,而近5年来则处于较低水平并有下降的趋势。我国华中地区和西南地区发生夏季森林火灾次数最多,而东北地区重、特大森林火灾发生最多。我国夏季森林火灾具有等级高、破坏性大、火场面积和受害森林面积较大等特点。     

中国南方冰雪灾害对森林火灾火发生短期影响分析——以湖南为例

以湖南省为研究区域,分析冰雪后短期内(3月份)卫星热点的空间分布特征、与受害程度的空间关系,森林火灾发生的特点和扑火人员伤亡情况,以及气象因素对火发生的影响.结果表明:处于受害区确认为森林火灾的卫星热点占总数的61.00%.2008年3月份火灾次数和过火面积异常增高,共发生火灾3 097起,过火面积23 227.68 hm2,火灾次数超过1999-2007年3月份火灾次数的总和,且是1999-2007年3月份火灾次数总和的120.65%,3月份平均火灾次数的10.86倍.过火面积是1999-2007年3月份总和的88.40%,3月份平均过火面积的4.69倍.人员伤亡40人,是1999-2007年3月份人员伤亡总和的72.73%,平均伤亡人数的6.56倍.冰雪灾害后,2008年3月火灾次数、过火面积和人员伤亡人数的异常增高已经超出了气温和降水对火发生正常影响的范围.     

气候变化与林火研究综述

气候变化与林火是当前的研究热点之一,对当前气候变化与林火的研究方法及研究结果从以下5个方面进行了综述:(1)通过火历史研究长期气候变化对林火动态演变的影响;(2)通过森林群落和景观动态的变化研究气候变化、森林景观、林火三者之间的相互作用;(3)气候变化对由于森林燃烧引起的温室气体排放和全球碳循环的影响;(4)气候异常(如厄尔尼诺/拉尼娜)和太阳黑子活动对林火动态变化的影响;(5)气候变化条件下森林火险状况的长期及超长期预测。     

Fire history and fire–climate relationships along a fire regime gradient in the Santa Fe Municipal Watershed, NM, USA

The Santa Fe municipal watershed provides up to 40% of the city's water and is at high risk of a stand-replacing fire that could threaten the water resource and cause severe ecological damage. Restoration and crown fire hazard reduction in the ponderosa pine (PP) forest is in progress, but the historic role of crown fire in the mixed-conifer/aspen (MC) and spruce-dominated forests is unknown but necessary to guide management here and in similar forests throughout the southwestern United States. The objective of our study was to use dendroecological techniques to reconstruct fire history and fire–climate relationships along an elevation, forest type, and fire regime gradient in the Santa Fe River watershed and provide historical ecological data to guide management. We combined systematic (gridded) sampling of forest age structure with targeted sampling of fire scars, tree-ring growth changes/injuries, and death dates to reconstruct fire occurrence and severity in the 7016 ha study area (elevation 2330–3650 m). Fire scars from 141 trees (at 41 plots) and age structure of 438 trees (from 26 transects) were used to reconstruct 110 unique fire years (1296–2008). The majority (79.0%) of fires burned during the late spring/early summer. Widespread fires that scarred more than 25% of the recording trees were more frequent in PP (mean fire interval (MFI)_25% = 20.8 years) compared to the MC forest (31.6 years). Only 24% of the fires in PP were recorded in the MC forest, but these accounted for a large percent of all MC fires (69%). Fire occurrence was associated with anomalously wet (and usually El Niño) years preceding anomalously dry (and usually La Niña) years both in PP and in the MC forest. Fire in the MC occurred during more severe drought (mean summer Palmer Drought Severity Index; PDSI = −2.59), compared to the adjacent PP forest (PDSI = −1.03). The last fire in the spruce forest (1685) was largely stand-replacing (1200 ha, 93% of sampled area), recorded as fire scars at 68% of plots throughout the MC and PP forests, and burned during a severe, regional drought (PDSI = −6.92). The drought–fire relationship reconstructed in all forest types suggests that if droughts become more frequent and severe, as predicted, the probability of large, severe fire occurrence will increase.     

黑龙江省1980—2005年森林火灾时空特征

森林火灾是林火失去人为控制,在森林内自然蔓延和扩展,对生态系统和人类带来一定危害和损失的森林起火。森林火灾属世界性、跨国性的重大自然灾害,进入20世纪80—90年代以来,全球气候变暖导致森林火灾有上升的趋势,虽然各国的森林防火费用不断增加,但森林火灾发生的面积并未相     

基于人工神经网络的马尾松毛虫发生量预测模型的研究

运用人工神经网络的原理和方法，根据相关系数法和逐步回归法分别选取与马尾松毛虫有虫面积，虫口密度，虫株率相关关系密切的气象因子作为样本的输入特征，分别建立马尾松毛虫有虫面积，虫口密度，虫株率与气象因子的BP网络模型。结果表明，所建立的各BP模型，具有令人满意的拟合精度和预测精度。当隐含层神经元个数为15个，预报因子数为8个时，2组预留有虫面积的2a平均预测误差为3.15%，虫口密度BP模型的隐层神经元个数为8个，预报因子数为6个时，预留样本的平均预测误差为5.91%，虫株率BP模型的隐层神经元个数为4个，预报因子数为5个时，预留样本的平均预测误差为10.65%。     

El Nino And Forest Fire In Yunnan Province, Southwest China -New Way to Study Three Essential Factors of Forest Fire

Three essential factors of forest fire (fire source, environment, and litter) were taken as the point of view, and has approached the forecast method of forest fire in tropical area of southwest China in a macroscopic scale. This study supported by mathematical method was from a new angle. For example, in the aspect of forest fire forecast, it has been thought over that most forest fire is artificial fire, which has lots of randomness. So it could be studied in a kind of Markov random processes. In the aspect of the analysis of environment that leads to forest fire, correlation analysis would reveal the relation among cosmos, earth and life, for instance, the relation between E1 Nino (or La Nina) and forest fire. Especially in the aspect of estimating the amount of litter, a new estimation method based on spacial remote sensing data was raised. It provides an effective and quantitative way with higher reliability for forest fire forecast on region scale.     

关于森林燃烧火行为特征参数的计算与表述

森林的燃烧过程极为复杂 ,火行为是森林可燃物燃烧的一系列现象的总和。国内外林火研究人员多年来致力于火行为特征的研究描述 ,在火场范围 (周长或面积 )、火焰特征、火强度、火头的蔓延速度等方面取得了一些显著的进展 ,其中火强度、火焰高度和火蔓延速度是林火行为的 3大指标。火行为直接受火环境的影响。     

The relative importance of fire and watercourse proximity in determining stand composition in mixed conifer riparian forests

Factors related to the composition of riparian forest stands on three streams in the northern Sierra Nevada mixed conifer forest type were related to proximity to the water course and years since fire. Using a linear regression analysis 46 variables were correlated to the natural log of distance from the thalweg “ln(distance)” including a highly significant positive correlation to dominance and percent canopy cover of conifers, and a significant negative correlation to the same variables when applied to hardwoods. Twenty six variables were correlated to years since fire “years” including similar correlations to the dominance and cover of hardwood and conifer species. However, the significance of the correlation and the degree of sample variability described by fire age was relatively low in comparison to that found for distance from the thalweg. In addition the relative frequency of fire scars increased in a linear fashion with distance from the watercourse. The results of this study indicate that the importance of fire as a determining influence on forest composition declines in proximity to the riparian zone.     

不同品种(系)李果实外观和内在品质的比较

为了筛选出适合河南及周边地区推广的新优李品种,选取生产中主栽的8个李品种(紫琥珀、青脆李、法国李、公主李、黑宝石、济源的黄甘李、黄桔李和平顶山的黑宝石)及5个新选育的李优良品系(7-15、4-12、1-24、3-11、4-22)作为材料,测定并比较果实主要外观指标、营养成分、功能性成分和提取液抗氧化活性。结果表明:不同地区的同一李品种(系)果形指数一致,但是果形大小、营养成分、功能性成分及抗氧化活性均存在显著差异。不同品种(系)李果实中总糖含量与还原糖含量、维生素C含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.926、0.708。大果型的4-12、7-15和小果型的青脆李、公主李,表现为糖酸比高,分别为14.92、10.01、16.54、14.86;维生素C含量高,分别为0.098 9、0.063 2、0.069 2、0.078 3 mg/g。不同品种(系)李果实中类黄酮含量与总酚含量呈极显著正相关,相关系数为0.979。类黄酮、总酚含量与李果实提取物清除·OH的能力呈显著正相关,相关系数分别为0.664、0.650。公主李和法国李具有较高的类黄酮、总酚含量和清除·OH的能力,4-12具有较高的三萜酸含量和清除DPPH·的能力,黄甘李具有较高的三萜酸含量和清除·O_2-的能力,均适合在河南及周边地区进行推广栽培。