北京门头沟区主要林分类型地表火行为模拟研究

  目的  地表火是最常见的林火类型，直接影响植被更新和生态系统的养分配置与循环。反映林火行为的常见指标有火蔓延速度、单位面积发热量、火强度和火焰高度。根据实际林分和立地条件进行火行为模拟，可以揭示林火发生条件，并有效判断树冠火发生的可能性，为林火的预防和扑救决策工作提供科学依据。  方法  选取北京市门头沟典型林分（刺槐林、油松林、侧柏林）为调查对象，每个林分设置5块样地，共计15块样地。通过野外调查获取可燃物载量（灌木可燃物、草本可燃物、1时滞可燃物、10时滞可燃物、100时滞可燃物）、林分因子（第一活枝下高、第一死枝下高、树高、胸径、郁闭度）和立地因子（海拔、坡度、坡向、坡位）数据，使用BehavePlus6软件，基于气象参数和可燃物参数，模拟不同燃烧条件下不同林分类型的火行为指标，分别为地表火蔓延速度、单位面积发热量、火线强度和火焰长度；使用R语言进行主成分分析，根据贡献率探讨林分因子、立地因子和可燃物因子对火行为的潜在影响。  结果  侧柏林、刺槐林和油松林的可燃物总载量分别为15.35、17.59、15.28 t/hm2，其中易燃可燃物载量（即上层枯叶、易燃草本、1 时滞可燃物）分别是4.55、4.41、6.18 t/hm2，分别占林分总可燃物载量的29.6%、25.1%、40.4%。防火期内门头沟区的平均风速为2.2 m/s（7.9 km/h），地表火蔓延速度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，速度分别达11.5、11.1、8.0 m/min。单位面积发热量油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为23 091、21 155、18 413 kJ/m2；火强度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为4 426、3 882、2 468 kW/m；油松林火焰高度变化范围分别是0.89 ~ 3.40 m、1.34 ~ 2.91 m、1.78 ~ 3.88 m，同等条件下火焰高度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林；8级大风天气下（风速17.9 m/s，64.4 km/h），地表火行为的模拟结果会略有改变，侧柏林的火蔓延速度更快、火强度更高，油松林、刺槐林次之。根据主成分分析的因子贡献度，分别得出影响3种林分火行为的主成分，侧柏林、刺槐林与油松林的第1与第2主成分分别为可燃物构成（可燃物载量及影响其分布的地形因素）与林分因子、可燃物构成与可燃物含水率、林分因子与可燃物含水率。  结论  （1）易燃可燃物载量是影响林分火行为的关键因子。（2）可燃物含水率对火行为指标的数值起决定作用，可燃物含水率的临界值影响林火发生类型。可燃物湿润时无论风速大小，林地难以起火；可燃物干燥时处于易燃状态，大风天气时容易发生蔓延快、强度高的地表火。（3）可燃物连续性是决定地表火发展成为树冠火的关键因素，火焰高度大于第一活/死枝下高，极有可能从地表火发展成为树冠火，扑救难度极大。建议需定期修枝割灌，清理林下可燃物，降低火险。      

北京地区8种树种枯死可燃物含水率预测模型及变化规律

目的森林可燃物含水率对林火的发生蔓延，尤其是对森林火灾火行为影响重大，可燃物含水率预测模型在预报火灾和预测林火行为方面作用显著。方法对北京地区8种常见森林树种防火期内可燃物含水率连续测定，分析不同树种不同种类可燃物含水率与当期和前期气象因子间的关系。选择影响程度较大的当期和前期气象因子为自变量建立可燃物含水率的预测模型，并在此基础上定量分析可燃物含水率的日变化和整个防火期内的变化规律。结果不同树种可燃物含水率存在显著差异，8个树种平均可燃物含水率由大到小依次为:栓皮栎 > 槲栎 > 榆树 > 刺槐 > 五角枫 > 侧柏 > 油松 > 落叶松。不同种类可燃物含水率存在显著差异，可燃物含水率总体上表现为阔叶树大于针叶树，枯叶和枯枝1 hr大于枯枝10 hr和100 hr。枯叶和枯枝1 hr主要受当期气象因子影响，而枯枝10 hr和100 hr主要受前期气象因子影响。所建立的32个线性预测模型各检验指标显示模型拟合效果好。可燃物含水率日变化表现为夜间高白天低，夜间稳定白天变幅大，06:00—08:00达到最大值，而后急剧下降，12:00—14:00左右达到全天最低值。防火期内，可燃物含水率呈现出先上升后下降趋势，11月可燃物含水率较低，但在缓慢增加，12月至次年1月含水率较高，而3月初至4月底可燃物含水率保持很低状态。结论不同种类不同类型可燃物含水率预测模型精度较高，可为防火工作提供理论支撑，可以实践运用。北京地区3月份和日内中午时间干燥多风，温度较高，可燃物含水率达到很低的状态，森林火险等级较高，应加强管理。      

滇油杉林下死可燃物含水率与温湿度关系模型研究

[目的]研究滇油杉林下死可燃物含水率与温湿度关系模型.[方法]以滇油杉林下三类死可燃物为研究对象,借助于恒温恒湿箱对不同温湿度组合下的含水率进行测定,并研究三类死可燃物含水率与温度、湿度、温温度的关系.[结果]在相同湿度条件下,死可燃物含水率随温度的升高而降低,但在不同的湿度下具有不同的变化规律;在相同温度条件下,死可燃物含水率随相对湿度的增大而增大,但在不同的温度下具有不同的变化规律;温湿度共同作用影响死可燃物的含水率,且不同的死可燃物有不同变化规律.[结论]可燃物含水率是受多种因素影响.滇油杉林下三类死可燃物含水率从小到大依次为粗大死可燃物、腐殖质、细小死可燃物.     

大兴安岭6种活森林可燃物含水率的测试与研究

采用常规方法对大兴安岭地区６种活可燃物含水率进行测定,得出活可燃物含水率和取样日期的函数关系,建立了活可燃物含水率动态模型．通过模型分析,活可燃物含水率在春季防火期内随着生长日期的增加而增加,因此有逐日降低火险的作用．     

湿度对可燃物时滞和平衡含水率的影响

测定可燃物在相同温度、不同湿度条件下的含水率随时间变化的过程,估测了可燃物的平衡含水率和时滞,并利用计算机统计软件建立了可燃物平衡含水率-湿度模型、时滞-湿度模型,分析了湿度对可燃物时滞及平衡含水率的影响.从而实现了通过获取气象因子来预测森林可燃物含水率的设计思想.     

室内模拟坡向和坡度对可燃物含水率的影响

森林地被可燃物含水率的动态变化是影响森林火险等级高低的因素之一,为研究不同地形条件对1h时滞可燃物含水率的影响,采集哈尔滨城市林业示范基地的白桦林和兴安落叶松—白桦混交林地被物以及林地内的土壤,借助变坡土槽在实验室模拟6种不同坡向坡度的森林地被可燃物床层结构,连续监测可燃物含水率和气象参数的动态变化,绘制可燃物含水率动态变化曲线,计算不同地形条件下可燃物含水率的统计学特征。结果表明,平地可燃物含水率＞缓坡可燃物含水率＞陡坡可燃物含水率,阴坡可燃物含水率＞阳坡可燃物含水率;构建了不同地形条件下地被可燃物含水率气象要素回归模型。     

几种森林地表可燃物含水率的预测研究

以黄栌叶、松针、草和细枯枝的含水率为因变量,土壤含水率、空气温度和相对湿度为自变量,利用相关分析和回归分析方法进行研究.结果表明:影响森林地表可燃物含水率变化最重要的因子是土壤含水率,其次是相对湿度,最后是空气温度.以土壤含水率和空气温湿度为预报因子建立的4种可燃物的含水率预测模型均通过了显著性检验,说明选择土壤含水率...     

鄂西林地可燃物含水率及火险等级的气象预报研究

利用气象要素对森林火险等级进行预测预报,用回归方法建立森林可燃物含水率预报方程,将其预报值代替实测值。经森林地被可燃物含水率的实测预报对比验证分析,结果表明:气象要素日平均相对湿度、日最高气温、日照时数和晴雨等4个因子与当日可燃物的含水率相关程度最佳,该方法具有很好的预报效果,完全能代替森林可燃物含水率的实测值。     

森林可燃物含水率气象预测模型 在森林火险预报中的应用

森林可燃物含水率是森林火险预报中的主要指标之一.利用黑龙江省伊春林区5个气象站1961-2005年逐日气象资料、森林火灾次数资料和五营林业气象试验站1991-2005年森林可燃物含水率观测资料,采用统计回归法,建立森林可燃物含水率与气象要素关系模型,并将可燃物含水率预测模型引入到森林火险气象指数模型中.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,并划分了森林火险气象指数在伊春林区森林火险等级预报中的应用指标值.森林可燃物含水率模型可祢补可燃物含水率纽份缺少观测资料的不足.促进森林火险等级预报的应用水平.     

大兴安岭地表细小死可燃物含水率预测模型

以大兴安岭地区南瓮河保护区落叶松林(Larix gmelinii)、蒙古栎林(Quercus mongolica Fischer)、落叶松-白桦混交林(Mixture of Larix gmelinii and Betula platyphylla)(阴坡、阳坡)、沟塘草甸等4种典型林分为研究对象,运用气象要素回归法,对春季防火期和秋季防火期内的地表细小死可燃物含水率动态进行测定,构建了不同防火期、不同林型地表死可燃物含水率的预测模型,分析了相应模型的预测误差。结果表明:同林型地表可燃物含水率在春季防火期和秋季防火期差异显著;在秋季防火期,5个典型林型的地表死可燃物含水率预测平均绝对误差为0.167,平均相对误差为0.218,低于春季防火期模型和春季-秋季混合模型;秋季防火期模型对可燃物含水率预测效果最好。气象要素回归法适用于南瓮河保护区典型林型地表死可燃物含水率预测。     

北京地区主要乔木树种的抗火性分析

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴和山杏的抗火性居中。     

阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养状况的改善作用

目的研究红皮云杉人工林培育过程中林分地力的变化状况以及阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养的改善作用,为红皮云杉人工林的培育筛选适宜的混交树种和施肥营养元素。方法在红皮云杉人工林和天然林中采集树叶、凋落物和土壤样品,实验室内使用碳氮分析仪测定样品C含量,凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量,硫酸?高氯酸消化?钼锑抗比色法测定样品P含量。结果（1）4种红皮云杉人工林间土壤的C、N、P含量差异显著,3种混交林均大于纯林,其中红皮云杉胡桃楸混交林C、N、P含量最大;（2）4种红皮云杉人工林间土壤的C∶N、C∶P差异显著,3种混交林均小于纯林,其中,红皮云杉胡桃楸混交林C∶N、C∶P最小;（3）混交树种叶片及其凋落物的N、P含量差异显著,以黄檗为最低,胡桃楸为最高,但均高于红皮云杉;（4）混交树种叶片及其凋落物的C∶N、C∶P以黄檗为最高,胡桃楸为最低,但均显著低于红皮云杉;（5）混交林中混交树种叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性皆高于同林型中红皮云杉叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性。结论依据树种叶片、凋落物及土壤部分的C含量、N含量、P含量、C∶N、C∶P和N: P,胡桃楸和水曲柳可做为红皮云杉人工林的适宜混交树种,培育过程中应注意解决N素和P素含量的不足。      

水曲柳引种栽植20年后生长表现及其影响

【目的】明确水曲柳引种栽植20年后的适应性、生长表现及其对群落物种多样性的影响,为水曲柳的引种和立地环境选择、引种地物种多样性保护提供科学依据。【方法】采用典型样地调查法,对北京市喇叭沟门自然保护区内引种栽植20年的水曲柳散生个体、水曲柳纯林、水曲柳混交林及其他阔叶林、沟谷草甸进行调查,分析水曲柳个体适应性、生长表现和不同群落类型的物种多样性。【结果】（1）水曲柳在不同环境或群落类型中的成活保存率Sp均大于90%,能够正常生长并开花结果;（2）水曲柳个体胸径、树高、冠幅、干性及冠长率等形态指标在不同群落或环境中存在差异,活力度值B排序结果为水曲柳散生个体>水曲柳混交林>水曲柳纯林;（3）水曲柳纯林和水曲柳混交林物种多样性低于其他阔叶林和沟谷草甸群落类型。【结论】（1）水曲柳在引种栽植20年后进入中龄阶段,仍表现出较强的环境适应性,存活率较高,在林缘及道边散生个体的生长表现最好,在混交林和纯林中受林分郁闭度过高影响,水曲柳生长表现相对较差;（2）水曲柳具有较强的耐阴性和竞争力,进入中龄后在水曲柳纯林和水曲柳混交林中形成较高的乔木层郁闭度,导致灌草层物种减少,不利于当地物种多样...     

北京雾灵山自然保护区核桃楸群落的优势种种间联结分析

为了解北京山区核桃楸种群的自然生长状况,于2007年8月对分布于北京雾灵山自然保护区核桃楸群落及其自然生境采用典型抽样的方法进行了研究。共设置面积为20 m×20 m 的样地6块,并把每块样地划分为16个5 m×5 m的小样方,在小样方尺度上,调查了核桃楸种群及其群落中占有一定优势地位的紫椴、黄檗、北京丁香和鹅耳枥的分布情况;用2×2列联表和χ2检验研究了核桃楸与紫椴、黄檗等在主林层、演替层和更新层的种内、种间联结性。结果表明:①主林层中核桃楸与演替层中的核桃楸呈显著正联结;与更新层中的北京丁香呈极显著负联结,且联结系数值较大;与其他物种在不同演替层间正联结种对数小于负联结。②演替层中核桃楸与不同林层间其他物种的正联结种对数大于负联结。      

城市森林不同林型下土壤基本理化特性及土壤真菌多样性1）

以东北林业大学哈尔滨城市林业示范基地8种人工纯林（胡桃楸、水曲柳、黄檗、白桦、兴安落叶松、樟子松、黑皮油松、红皮云杉）为研究对象,在对不同纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率等基本理化性质检测的基础上,进行了各样品的土壤真菌宏基因组间差异研究,结果显示：不同人工纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率都存在着显著的差异,pH值的变化范围在4．597～7．393,相对含水量为4．11％～10．90％,土壤电导率为953．000～3443．333μs· cm－1,其中胡桃楸林的土壤pH值和电导率最高,兴安落叶松林相反。土壤真菌宏基因组检测发现9个样品土壤真菌宏基因组间存在明显的差异,9个样品中共检测到8个真菌门、24个纲、63个目、124个科、211个属、362个种。其中真菌门和真菌纲水平的变化最明显,主要涵盖了子囊菌门、担子菌门、壶菌门、接合菌门、球囊菌门。另外,在黑皮油松中检测到近年来新发现的子囊菌门古菌根菌纲真菌,在对照样品中检测到担子菌门柄锈菌亚门伞型束梗孢菌纲真菌,在胡桃楸和水曲柳样品中检测到球囊菌门真菌,而担子菌门黑粉菌亚门外担菌纲真菌仅在对照和红皮云杉样品中检测到。在真菌门分类水平上,胡桃楸、水曲柳、兴安落叶松、樟子松样品中以子囊菌门真菌为优势菌种;白桦、黑皮油松、红皮云杉样品以担子菌门真菌为优势菌种。在真菌纲分类水平上,主要以伞菌纲真菌为优势菌种。水曲柳土样样品中发现优势菌种为子囊菌门盘菌亚门下的粪壳菌纲真菌。     

东北三大硬阔的阻火性能

采用锥形量热仪对黑龙江省主要阔叶树种三大硬阔(水曲柳Fraxinus mandshurica Rupr.,黄波罗Phellodendron amurense Rupr.,胡桃楸Juglans mandshurica Maxim.)的燃烧性进行了系统的测定,通过对3个树种树皮和叶的试样在燃烧时的热释放、质量变化及烟气产生等试验数据的综合对比分析,比较了各树种的抗火能力。结果表明:水曲柳和胡桃楸树皮抗火能力较强,胡桃楸叶抗火能力最强。综合树皮和叶得到3个树种抗火强弱的排序为:胡桃楸>水曲柳>黄波罗。     

刺楸与东北地区几种主要树种抗寒性比较

测定比较了刺楸及东北地区几种主要广布树种（紫椴、水曲柳、黄檗、榆）在低温胁迫条件下的主要抗性生理指标（脯氨酸含量、过氧化物酶活性、丙二醛含量）,并采用坐标综合评定法进行了综合评定,结果显示：刺楸的抗寒性弱于东北地区几种广布树种,从强到弱的顺序为榆＞黄檗＞紫椴＞水曲柳＞刺楸;对温度条件要求较高是限制刺楸在东北地区分布与传播的主要因子之一．     

吉林省中东部森林分布区水曲柳分布及其生态特征

研究基于水曲柳在我国温带阔叶混交林区的生态地位、经济价值和资源几近枯竭的不争事实,以吉林省中东部森林分布区为对象,旨在通过水曲柳在不同群落中的数量特征、区域差异和生态特征分析等,为该物种的保育及可持续经营等提供科学依据。研究采用标准地法,均匀设置并调查了面积为30 m×30 m的样地509块,通过对不同森林群落和市/区尺度的水曲柳种群(D_1.3≥5 cm)蓄积、密度和幼树更新的分别统计、比对,获得其资源分异特征,同时分析了水曲柳资源状况与经度、纬度、海拔和水热条件的关系。结果表明:除少数以水曲柳为优势的纯林和阔叶混交林外,水曲柳种群数量在红松针阔混交林、云冷杉针阔混交林和优势种不明显的阔叶混交林中相对较高;而在人工林、白桦林、杨树林和蒙古栎林等群落则较低。不同森林群落的水曲柳幼树整体呈进展型,但幼树密度与水曲柳种群数量的关系并不显著,整体表现在水曲柳种群数量较低的人工林类型组中相对较高,在种源充足的水曲柳林和以水曲柳为优势的阔叶混交林中相对较低。利用Acrgis软件绘制了吉林省中东部林区水曲柳的市/区分布图,通过聚类分析得出和龙市、桦甸市、通化县、靖宇县、抚松县和安图县为水曲柳的现存丰富区,敦化市、舒兰市、丰满区和蛟河市为水曲柳的潜在分布区;其余25个市/区为水曲柳的资源匮乏区。水曲柳种群蓄积和蓄积比随经度、海拔的增加均呈明显的单峰型变化,但随纬度的变化规律不明显。相关分析结果表明:水曲柳种群数量的空间分布受降水因子的影响小,但与温差变化和冬季低温显著相关。      

长白山红松阔叶林主要树种树皮抗火性的分析与排序

应用因子分析法对长白山红松阔叶林8种乔木树皮的5种性状进行统计分析,得出了树皮抗火性顺序.对树皮抗火性由强到弱的排序为:春榆(胸径52.9 cm)、紫椴(胸径13.5 cm)、蒙古栎(胸径82.8cm)、色木槭(胸径32.5 cm)、水曲柳(胸径31.0 cm)、白牛槭(胸径13.5 cm)、色木槭(胸径34.2 cm...     

坡位对水曲柳及胡桃楸生长的影响

通过野外调查的方法对17年生水曲柳和胡桃楸纯林不同坡位土壤含水量和土壤温度的变化、水曲柳纯林乔木树种的组成及水曲柳和胡桃楸的生长状况进行了研究,同时对影响水曲柳和胡桃楸生长的立地因子进行了分析。结果表明：随着坡位由上到下的变化,水曲柳和胡桃楸林分的土壤含水量均呈增加趋势,土壤温度均呈减小趋势;水曲柳林分上坡位的乔木物种数量和种类明显高于中、下坡位;随着坡位由上到下的变化,水曲柳在树高和胸径方面表现出增加的趋势,胡桃楸在中坡位的长势明显好于上坡位和下坡位;综合土壤温度、土壤含水率、林内乔木树种组成以及树木长势来看,水曲柳适合生长在土壤温度较低、含水率偏高的下坡位,而胡桃橄适合生长在土壤温度较高、含水率偏低的中坡位。