大兴安岭韩家园子不同可燃物类型林内外气象要素相关性的研究

一、前言森林可燃物类型是森林燃烧的基础。森林火灾的发生发展通常决定于可燃物的含水率。可燃物的含水率(特别是地表易燃物)主要受气象因子的综合影响而随着变化,而林内气象要素又受林外天气条件的影响,因此,研究林内和气象站气象要素之间的相关性,可利用气象站的天气要素观测值,即可估测可燃物类型不同可燃物的含水率。这是搞好林火预测预报,划分森林火险等级的一项基础工作。本研究在大兴安岭十八站林业局韩家园子选择了7种不同可燃物类型,在春秋防火期进行了定点观测,对林内外气象要素相关性进行了研究。     

内蒙古特金罕山自然保护区地表可燃物特征分析

通过对特金罕山自然保护区可燃物特征类型进行调查分析,结果表明:特金罕山自然保护区各类型林分地表可燃物相对含水率较低,容易发生森林火灾;各林分类型单位面积的地表可燃物载量1 h时滞可燃物10 h时滞可燃物100 h时滞可燃物1 000 h时滞可燃物,1 h时滞可燃物比例约占90%以上,是各森林类型可燃物的主体构成。落叶松人工林单位面积可燃物载量最大,为45.407 t·hm~(-2),已超过发生重特大森林火灾的临界条件(30 t·hm~(-2)),安全隐患极高;其次是山杨、白桦、黑桦混交林及山杨纯林接近临界值,发生森林火灾风险较高。     

北京西山林场可燃物含水率与气象要素关系

在北京西山林场建立侧柏、栓皮栎、黄栌、元宝枫和油松5种森林类型内建立观测点,从2008年12月至2009年9月,在各个类型内测定活可燃物和死可燃物含水率,并且建立可燃物含水率预测模型预测可燃物含水率。结果表明:1)可燃物含水率与气象要素中的温度、湿度、风速、降水量和连旱天数显著相关;2)可燃物含水率在每日变化呈现谷状,13:00—14:00达到每日最小值;3)可燃物含水率在1—3月初始值较低,4—6月活可燃物含水率急速增加,7—9月可燃物含水率基本达到一年内最大值。     

祁连山保护区东端气象因子与祁连圆柏林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端祁连圆柏(Sabina Przewalskii)林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了祁连圆柏林可燃物含水率与气象要素关系模型,以祁连圆柏林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端祁连圆柏林森林火险等级对应的气象因子。结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端祁连圆柏林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与祁连圆柏林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端祁连圆柏(Sabina Przewalskii)林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了祁连圆柏林可燃物含水率与气象要素关系模型,以祁连圆柏林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端祁连圆柏林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端祁连圆柏林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与青海云杉林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端青海云杉(Picea crassifolia)林可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了青海云杉林可燃物含水率与气象要素关系模型,以青海云杉林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端青海云杉林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端青海云杉林火灾预测预防提供了科学依据。     

江西南昌典型林分地表死可燃物含水率预测——方法优选与FWI适用性分析

亚热带针阔混交林是我国南方重要的植被类型,森林火灾发生次数多。对该植被类型的典型可燃物含水率将有助于提高火险预报的准确性。以位于该区域内的南昌市茶园山林场5种典型林分地表死可燃物为研究对象,通过对其含水率的连续观测,分析了死可燃物含水率与气象因子的关系。采用气象要素、FWI因子和两者的结果,区分不同含水率范围,分别建立的各可燃物3种预测模型。结果表明:研究地区防火期内可燃物含水率从11.8%到276.6%,只有1/4的时间低于35%,具备发生森林火灾的条件,其余的时间燃烧性都很低,平均火险不高。但最小含水率已低到10%左右,具备发生大火的潜在可能性。3种预测方法中,FWI模型误差最大,气象要素回归模型和混合模型误差相似,考虑到简单方便,该地区的含水率预测可以采用气象要素回归法。含水率小于35%时,模型MAE 2.25%~4.67%,平均3.73%;MRE 11.14%~23.73%,平均18.63%。含水率35%时,模型MAE 6.34%~18.33%,平均8.63%;MRE 10.49%~18.16%,平均14.43%。在全范围含水率时,模型MAE 7.46%~16.43%,平均10.51%;MRE 18.78%~23.64%,平均20.99%。FWI指标与研究地区可燃物含水率关系密切,也可以用于含水率预测和火险预报,如果考虑全国统一的预报模型,对于该地区,FWI系统是适用的,但为提高预测的准确性,应进行进一步的修正。     

三种方法对森林地表可燃物含水率的预测评价

森林地表可燃物的含水率是判定林火是否能够发生以及火势蔓延速度的最基本指标,如何准确地预测含水率对预测林火的发生以及火灾的扑救防范工作有着重大意义。本文着重从3个主要研究方法阐述可燃物含水率预测的研究进展:遥感估测法;平衡含水率法;气象要素回归法。分析表明:遥感估测法较适用于大尺度、高植被覆盖率的区域,预测精度尚达不到平衡含水率法以及气象回归法估算的水准;平衡含水率的预测模型理论可行,实际应用中能达到很好效果,但对平衡含水率以及时滞的研究仍处于发展阶段;气象要素回归法针对特定区域可燃物含水率预测准确,但不能应用到大尺度上;结合平衡含水率法和气象要素回归法的半物理半经验模型能够较好的预测可燃物含水率。     

祁连山保护区东端气象因子与青海云杉林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端青海云杉(Picea crassifolia)林可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了青海云杉林可燃物含水率与气象要素关系模型,以青海云杉林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端青海云杉林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端青海云杉林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与灌木林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端灌木林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了灌木林可燃物含水率与气象要素关系模型,以灌木林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端灌木林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端灌木林火灾预测预防提供了科学依据。     

林火管理中气象要素预报问题

森林火灾的发生一般来说是由死的细小可燃物引燃的,细小可燃物的含水率愈低,就越容易点燃,林火就越容易发生。死的细小可燃物的含水率主要取决于气象要素的变化程度。气象要素随时间和空间变化很快,其变化程度综合地影响着林内的枯枝落叶、枯立木、风倒木、采伐剩余物及林缘的草类、灌木等的干湿程度。对林火发生发展有关的气象要素中,气温、湿度、降水和风这四个要素对林火的影响最为明显,这四个气象要素在火险等级预     

祁连山保护区西端气象因子与阔叶林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端阔叶林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了阔叶林可燃物含水率与气象要素关系模型,以阔叶林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端阔叶林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端阔叶林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与阔叶林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端阔叶林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了阔叶林可燃物含水率与气象要素关系模型,以阔叶林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端阔叶林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端阔叶林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与灌木林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端灌木林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了灌木林可燃物含水率与气象要素关系模型,以灌木林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端灌木林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端灌木林火灾预测预防提供了科学依据。     

我国气象要素回归法预测地表可燃物含水率研究进展

地表可燃物含水率预测方法中气象要素回归法相对简单实用,其针对特定区域可燃物含水率预测结果准确并且适用性强。本文基于1988-2017年我国各个地区地表可燃物含水率研究现状,对我国东北地区,西南地区可燃物含水率、可燃物类型进行统计分析,主要概述了森林类型、可燃物类型、气象因子、取样数据及取样方法,并对未来我国回归法预测可燃物含水率研究发展动向进行了展望。     

基于Sentinel-2B的油松冠层可燃物含水率反演研究

森林火灾的发生与植被冠层可燃物含水率的大小有着密切联系。利用高精度、大尺度、高效率的遥感影像反演获取植被冠层可燃物含水率对于有效防治森林火灾具有重要意义。油松由于其自身理化性质成为引发森林火灾的主要树种之一，以张家口崇礼区的油松为研究对象，基于Sentinel-2B遥感影像和油松含水率实测数据，建立了多个油松冠层可燃物含水率反演模型：一元线性回归模型、一元非线性回归模型和多元非线性回归模型，并利用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)进行模型精度评价。结果表明，非线性模型总体上要优于线性模型；通过多个自变量因子建立的多元非线性模型能够更好地反映油松冠层可燃物含水率情况，模型反演精度更高，可以为植被冠层可燃物含水率反演模型方法选择提供一定的理论依据。     

森林可燃物含水率及其预测模型研究进展

森林可燃物是森林火灾发生的物质基础,其含水率的变化直接影响森林可燃物着火的难易程度。高效准确地模拟森林可燃物含水率动态变化的规律,对预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。文中从可燃物含水率的影响因子、理论算法、预测模型3个方面阐述了森林可燃物含水率及其预测模型研究进展;指出了研究存在的问题;提出了可燃物含水率研究展望:加强野外定位观测研究,优化测定方法并强化野外采样和室内试验标准化工作,加强可燃物含水率时空异质性研究,加强观测尺度外推问题研究并构建含水率遥感反演模型。     

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。     

森林可燃物的动态特征研究综述

森林可燃物具有很强的空间异质性,其种类、水平分布、垂直分布具有动态的特征,会改变火频率、火灾类型和火强度。长期动态跟踪、监测森林可燃物,把握动态特征,能够及时掌握森林可燃物能量变化,从而更好地预防、监测和扑救森林火灾。文章对森林可燃物的类型、含水率、载量、分布特征等动态特征的研究方法和内容进行了综述,并展望了未来研究热点。     

祁连山保护区东端气象因子与针阔混交林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端针阔混交林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了针阔混交林可燃物含水率与气象要素关系模型,以针阔混交林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端针阔混交林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端针阔混交林火灾预测预防提供了科学依据。