八达岭林场油松林冠层可燃物特征及潜在火行为

  目的  研究冠层可燃物特征和树冠火发生条件,模拟潜在火行为特征,对于森林可燃物管理及树冠火有效防控均具有重要意义。  方法  本文以北京市八达岭林场油松林为研究对象,利用破坏性取样方法,选择具有代表性的18株油松样木进行采伐,自第一活枝高始,以1 m为一个层次对油松林冠层由下而上进行划分,不足1 m的按照1 m层次划分,并按照冠层可燃物枝条径阶大小（针叶;大枝直径 ≥ 0.64 cm;小枝直径 < 0.64 cm）调查冠层总可燃物生物量,结合样地面积和油松林平均冠长,计算样地平均冠层可燃物负荷量（CFL）和冠层容积密度（CBD）。基于林分因子,建立与林分结构参数（胸径、第一活枝高、冠长、树高、冠幅）的多元回归模型;根据冠层可燃物负荷量模型可估算样地平均冠层容积密度,结合研究区防火期内月平均最大风速和地表可燃物负荷量,在3种细小可燃物含水率条件下（6%、10%、14%）,利用van Wagner和Cruz的树冠火蔓延模型,预测油松林树冠火的发生,利用Byram模型计算冠层潜在火行为特征（如火线强度和火焰高度）。  结果  （1）油松林平均冠层可燃物负荷量为4.54 t/hm2,冠层容积密度为0.21 kg/m3,可燃物负荷量分布呈现由下而上逐层递减的趋势。林冠底层（0 ~ 1 m）可燃物占冠层总可燃物比例最大,为54.03%,大枝在林冠底层分布比例较大且快速逐层递减,针叶在各层次均有较大比例分布。（2）基于林分因子建立的冠层可燃物负荷量非线性模型具有较高的拟合度,其中胸径和第一活枝高与冠层可燃物负荷量呈极显著相关（P < 0.01）,在不破坏林木的情况下,根据林分易测因子可较好地估测油松林冠层可燃物负荷量。（3）在低燃烧条件下,除4月份外油松林发生间歇型树冠火的概率均低于0.5;在中度燃烧条件下,春季（3—5月份）风速较大,均存在发生连续型树冠火的可能;在极端干燥的高燃烧条件下,2—5月连续型树冠火的潜在火行为指标较高,4月份发生的连续型树冠火,表现出最高的潜在火行为指标,蔓延速度为46 m/min,火线强度为8 062 kW/m,火焰高度为15 m。  结论  冠层可燃物是影响林火发生的重要因素,胸径和第一活枝高为冠层可燃物负荷量的主要影响因子。通过破坏性取样直接获得冠层可燃物实测数据,所构建的冠层可燃物负荷量估测模型具有较高精度。风速、冠层容积密度和细小可燃物含水率与树冠火的发生和蔓延关系密切,油松林春季存在的树冠火发生隐患较大,大风和极端干燥气候条件下易发生高强度树冠火,通过营林抚育措施（抚育间伐,修枝）可有效降低可燃物密度,增大活枝高,以降低树冠火发生概率及危害程度。      

妙峰山林场主要针叶林冠层特征及潜在火行为

目的树冠火是一类对森林生态系统特别是针叶林造成严重损害的森林火灾。了解针叶林冠层特征, 探究树冠火发生、蔓延机制, 估测潜在冠层火行为是预防和扑救树冠火的关键。方法本研究以妙峰山地区主要的针叶林, 油松林和侧柏林作为研究对象, 调查灌木、草本和地表枯落物负荷量, 采用分段标准枝法对冠层可燃物负荷量进行了分层调查与测算, 研究冠层特征(冠层密度、冠层可燃物负荷量)的垂直分布规律; 并利用树冠火发生和蔓延模型以及火焰高度和强度模型, 按照树冠火类型划分标准, 研究针叶林树冠火发生的概率、类型和潜在火行为。结果油松林平均冠层密度为0.192kg/m3, 侧柏林为0.127kg/m3, 油松林冠层平均有效可燃物载量为1.21kg/m2, 侧柏林为0.619kg/m2; 油松林和侧柏林的下层(0~3m)垂直分布差异性较大, 油松林下层可燃物负荷量占整体负荷量10.5%, 而侧柏林则高达21.1%;在中等和高的燃烧情况下, 2种林分均表现出较高的潜在火行为指标, 油松林最高蔓延速度、火线强度和火焰高度分别为:91m/min、45281kW/m、23m, 侧柏林为85m/min、19911kW/m、16m。结论冠层密度和冠层可燃物负荷量随树高变化趋势相似; 林分树冠火发生概率和类型与林分冠层可燃物和冠层密度的垂直分布关系密切; 2种林分的连续型树冠火的潜在火行为估算指标具有蔓延速度快, 火焰强度大, 火焰高度高的特点, 一旦发生树冠火, 人为处置困难。      

北京山区主要针叶林潜在火行为及冠层危险指数研究

目的树冠火作为一类对森林生态系统特别是针叶林造成严重损害的森林火灾, 一旦发生树冠火, 其在林火蔓延过程中起主导作用。通过对针叶林潜在火行为大小和冠层危险指数的探究, 以及其在一天中的变化情况, 了解树冠火危害大小及发生的条件, 为预防及扑救林火提供科学依据。方法本文以北京山区主要的针叶树种油松和侧柏作为研究对象, 通过对2种林分可燃物的载量、理化性质、分布规律的调查, 计算林分潜在火行为随风速变化的趋势, 并利用树冠火发生和发展的气象因子临界指标来建立冠层危险指数。最终, 结合该地区的气象资料, 选取外业调查期间的2 d为例, 计算冠层危险指数, 判断2种林分可能发生树冠火的类型、时间、持续时长以及林分潜在火行为大小。结果2种林分的理化性质差距较小, 但冠基高度上相差较大; 在高风速(40 km/h)天气下, 油松林发生连续型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为17.0 m/min、16079 kW/m, 侧柏林发生间歇型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为11.4 m/min、5290 kW/m, 油松林和侧柏林分别在风速为30、37 km/h时达到高强度火; 油松林的冠层危险指数TI(torching index)和CI(crowning index)值随时间分别在17.1~29.6 km/h和33.9~38.8 km/h范围内波动, 侧柏林的波动范围分别为11.9~21.1 km/h和47.5~54.9 km/h, 油松林在48 h内发生地表火、间歇型树冠火、连续型树冠火的时间占比分别为87%、9%、4%, 其最高速度和火焰最大强度分别为17.5 m/min、8598 kW/m, 而侧柏林只能发生地表火和间歇型树冠火, 其比例为56%、44%, 最大潜在火行为指标分别为14.5 m/min、4506 kW/m。结论2种林分中, 冠基高度是树冠火发生最主要的影响因素之一; 林分整体潜在火行为随风速变化明显, 且能在5级风速下形成高强度森林火灾; 侧柏林更易形成树冠火, 油松林发生极高强度火灾的可能性大。      

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。      

北京市十三陵林场油松林地表火行为模拟

目的油松林是华北地区典型针叶林分,易发生森林火灾。通过对油松林地表火行为模拟研究可以为森林可燃物管理,林火预防及扑救提供科学依据。方法本研究以北京市十三陵林场油松林为研究对象,通过野外调查地表枯死可燃物(1、10、100 h时滞)和灌层可燃物,记录林分因子(第1枝下高、树高、林龄和胸径)和环境因子(坡度、坡向和海拔)。结合内业实验测可燃物含水率和热值,利用火行为模拟软件BehavePlus5.0,对1 h时滞可燃物设定不同含水率和风速值,模拟所研究林分地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度以及单位面积发热量4个重要的火行为指标。结果1、10、100 h时滞和灌层可燃物占总可燃物载量比分别为78%、5%、4%和13%。基于实测可燃物载量和含水率,油松林地表火蔓延速度平均值为2.1 m/min,火线强度平均值为270 kW/m,火焰高度平均值为0.95 m单位面积发热量平均值为7 139 kJ/m2。油松林1 h时滞可燃物载量显著高于10 h时滞和灌层可燃物载量。在1 h时滞可燃物含水率为6%,风速为40 km/h的强风和干旱天气条件下,油松林地表火蔓延速度平均值为15.1 m/min,火线强度平均值为3 278.5 kW/m,火焰高度平均值为3.1 m,单位面积发热量平均值为12 337.5 kJ/m2。结论油松林内1 h时滞细小可燃物载量高于其他类型可燃物载量。地表火蔓延速度慢,火强度低,火焰高度低于第一枝下高,在正常天气条件下容易被扑灭。模拟结果表明油松林在低含水率的条件下,风速会显著增加地表火蔓延速度,难以人为扑灭,需清理地表可燃物,降低火险。      

疏伐对北京西山油松林可燃物特征及潜在火行为影响

本研究在北京西山林场选择不同疏伐强度油松林,疏伐强度分别是未疏伐林分(CK)、低强度疏伐15%(L)、中强度疏伐35%(M)、高强度疏伐50%(H)。通过野外样地调查和室内试验,研究不同疏伐强度对林分可燃物载量及分布特征影响;应用BehavePlus林火软件,研究不同林分潜在火行为特征。结果表明:1)油松林地表可燃物载量随疏伐强度加大而增加,即H>M>L>CK;2)各林分可燃物负荷量垂直分布均以0~2 m层最大,随着高度的增加呈现减少的趋势;3)不同疏伐强度对林分潜在火行为指标(火蔓延速率、火线强度、火焰高度及单位面积发热量)影响显著,趋势为L>CK>M>H。研究结果可为研究地区的森林可燃物管理提供科学依据。      

计划烧除对云南松林地表可燃物火行为的影响

  目的  明确周期性（烧除周期为1年）计划烧除条件下云南松纯林地表可燃物状态,以及这类可燃物相应的火行为特征,探究计划烧除对云南松地表可燃物火行为的影响,为合理评估计划烧除的生态意义以及林火管理与扑救提供科学依据。  方法  运用野外调查采样与实验室模拟燃烧法,并结合SPSS 23.0软件,对数据进行处理与分析,探究云南省新平县照壁山云南松纯林样地内,计划烧除林分下的可燃物种类、载量、含水率等特征对室内模拟火场温度、火焰高度、热辐射、蔓延速率、烧除率、火强度等火行为的影响。  结果  （1）云南松纯林地表可燃物主要是凋落的松针,外加少量枯落的松枝和球果以及枯死的蕨类,种类较单一且林下可燃物大多为细小可燃物。（2）2018—2020年间,云南松纯林林下地表枯死可燃物含水率的平均值分别为9.39%、8.04%、9.89%,平均载量分别为（0.937 ± 0.303） kg/m2、（0.926 ± 0.253） kg/m2、（0.669 ± 0.248） kg/m2。（3）实验室内模拟火行为包括:火强度为（245.95 ± 130.51） kW/m,火焰高度（0.92 ± 0.22） m,火场温度达（437.5 ± 171.6） ℃,热辐射（6.3 ± 0.9） kW/m2,蔓延速率为（1.1 ± 0.3） m/min,可燃物点着时间为1 s,烧除率为62%左右。（4）自然状态下的云南松的死亡率约为1.33%,在2018、2020年外业调查时,计划烧除下的云南松死亡率分别为0.93%、1.27%,云南松具有一定的抗火性和耐火性。  结论  （1）周期性计划烧除下的云南松纯林:林分郁闭度较大,林下易燃植被较少,以松针凋落物和草类为主。(2)计划烧除可有效减少地表可燃物负荷量,地表可燃物的平均载量不到1 kg/m2。防火期内,云南松林地表枯死可燃物的含水率低于10%,极易被引燃,但火焰高度在0.5 ~ 1.5 m范围内,火强度不高于750 kW/m,属于低强度地表火;火场温度高,热辐射强,火蔓延速度一般,火场可人工控制;实验室模拟烧除率高,燃烧效果好。（3）在易火生境以及对火有一定适应性的林分中,开展周期性计划烧除必要且可行。      

云南松林下计划烧除的火行为特征

【目的】计划烧除是当前应用最广泛有效的森林可燃物管理措施。研究云南松Pinus yunnanensis林地表可燃物进行计划烧除时的火行为特征,可有效清理林地易燃物,降低林地火烧可能性,实现林火管理以预防为主的目的。【方法】使用点烧下山火技术在云南松林开展计划烧除。森林防火期内防火前期,在滇中地区新平县照壁山云南松连续分布区进行外业调查,包括样地设置和野外计划烧除点烧试验,记录烧除过程中火行为的动态变化,包括火蔓延速度、火线强度、火焰温度和高度等,评估烧除效果。【结果】滇中地区防火前期,云南松林地表可燃物含水率为11.99%～12.06%,处于干燥、易燃状态。烧除试验表明：火蔓延速度为0.14～0.29 m·min^–1,火线强度为147～332 kW·m^–1,火焰温度为386～578℃,火焰最大高度为0.9 m。不同可燃物类型烧除时火行为参数差异显著(P<0.05),但均为低强度火。云南松林的平均枝下高达7 m以上,可燃物垂直连续性较差,林下计划烧除火焰很难蔓延到树冠,不会形成树冠火。花脸率占5.00%,整体烧除率为59.00%～75.0...     

南宁老虎岭马尾松林间伐前后的火行为

以南宁老虎岭马尾松生态公益林为例,应用Behave Plus 5.0分析了间伐前后3块不同样地的火行为。结果表明:间伐处理使地表火面强度降低28%~50%,地表火反应强度降低22%~45%,树冠火火线强度降低48%~59%,大幅降低了地表火向树冠火的转化率;在间伐后干旱夏季的12种情景中,仍然有10种情景的火线强度超过手工工具扑灭范围,1种情景下火线强度超出人类使用所有机械能够控制的极限。     

北京地区主要针叶林型林火行为

在八达岭林场的侧柏林(Platycladus orientalis)、油松林(Pinus tabuliformis)、华山松林(Pinus arman-dii)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林内设置样地,在样地内设置小样方。采集每个小样方内的死草、活草、凋落物及1、10、100 h的地表枯枝,测定可燃物热值、抽提物质量分数、灰分质量分数及含水量,确定可燃物参数。利用Rothermel模型,对4种林分可燃物火行为的蔓延速率、单位面积发热量、火线强度、火焰长度进行了计算。根据火行为状况,制定了相应的火灾扑救对策。     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性1）

经实地勘查后布置燃烧床，以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素，温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9（34）正交试验。结果表明：风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响，随着风速的增大，火蔓延速度与火线强度明显增加；表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显，随着表层含水率增加，最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低；现场温度对最高温度有明显影响，随现场温度升高，最高温度增加；坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响，随坡度的增加，最高温度增加，火蔓延速度加快，火线强度加强；风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素，当风速为5 m· s－1、表层含水率为10％时，影响剩余物燃烧的权重最大。     

基于火模拟的森林火灾风险定量评估

  目的  森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响，识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险，为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。  方法  利用燃烧概率模型（Burn-P3）在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险，分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。  结果  火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.040 1，燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主，平均火强度及蔓延速度分别为2 043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高，阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低，但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明，风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%，针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。  结论  研究区内大部分区域的燃烧概率较低，但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高，是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能，可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物，降低火灾风险。      

昆明重大森林火灾火烧迹地可燃物研究

为评估火烧迹地内可能再次发生火灾的危险性以及潜在火行为等,对西山区团结街道小妥吉村10多年后的重大森林火烧迹地进行外业调查,通过设置样地,测量样地内植被高度、盖度、冠幅等,采集样地内可燃物,包括地盘松幼、中林,光叶石栎的地表可燃物,紫茎泽兰的整个植株,在实验室测定并计算可燃物的载量、热值、灰分含量和火强度等。结果表明：地盘松幼林、中林,光叶石栎,紫茎泽兰的可燃物载量分别为0.40、0.44、0.47、1.13 kg/m²,4种林型的灰分含量分别为2.64%、2.24%、6.52%、2.25%,热值分别为20 730、21 510、20 557、19 138 kJ/kg,火强度分别1 426、1 590、745、524 kW/m;均属于中、低强度火,在有火源的情况下很有可能再次发生重大森林火灾。     

秦岭中段北坡主要植被类型潜在火行为划分

利用秦岭中段北坡２０块样地１００块样方的实际调查资料,采用村冠最大密度Ｄ。地表可燃物载量Ｗ及地且可燃物持水量Ｍ作为数量化分类依据,运用相异分析法对２０块样地作了聚类分析,结果表明,秦岭中段北坡的森林潜在火行为可划分为１２个类型,而实际调查植被的潜在火行为仅可为５个类型。     

抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林冠层结构和林下植被的影响

以小兴安岭天然针阔混交林为研究对象,在林地内设置间伐强度10%、15%、20%、25%、30%、35%的试验样地和未进行间伐作业的对照样地。使用冠层分析仪对不同强度抚育间伐后的冠层结构和光学特性进行测定,并运用样地调查法,分析各试验样地林下灌木层和草本层的多样性,对间伐后的冠层结构参数、光环境特征参数、林下植被物种多样性参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关分析法确定指标值之间的相关关系。结果表明:各试验样地的林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子会随着间伐强度的增加先减小再增大,叶面积指数的变化趋势与之相反,各项指标值均在间伐强度20%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度20%时最大;平均叶倾角、冠上辐射通量在不同间伐强度样地间无显著差异性;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减小后增大。草本层的多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数随着间伐强度的增加先减小再增大,在间伐强度10%的样地最优;灌木层的4种指数随着间伐强度的增加先增大再减小,在间伐强度20%的样地上最优。林隙分数与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层多样性指数呈显著正相关;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层丰富度指数呈显著负相关。抚育间伐对天然针阔混交林的冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性有明显的影响,冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性存在相关性。说明10%~20%的较低抚育间伐强度有利于天然针阔混交林林下植被多样性的改善。     

湖北主要森林可燃物类型及潜在火行为研究

对湖北6大生态区11个县（市）不同类型森林可燃物及潜在火行为进行了研究，结果表明，湖北森林可燃物按树种组成、可燃物空间分布连续性等指标划分7种类型，按火强度等指标将潜在地表火行为分为4级。高强度地表火发生在易燃系列的I－Ⅲ种类型中，Ⅳ，Ⅴ类型只发生低强度地表火。不同类型的可燃物应用不同模式的防火林带预防和控制森林火灾，湖北省绝大部分森林以单层灌木防火带为主，部分地区必须建立乔灌复层防火林带防止树冠火，而单层乔木防火带不宜采用。难燃树种（包括防火树种）与目的树种块状混交是条带状防火林带模式的变形，可以有效地防止树冠火，是一种可以大规模推广应用的模式。     

北京妙峰山林场地表潜在火行为及燃烧性分析

目的森林燃烧性是森林被引燃的难易程度和着火后的火行为特征,分析可燃物火行为及燃烧性为妙峰山林场地表可燃物管理、火险区划及森林防火提供依据。方法利用林场内12种主要森林类型调查数据和二类清查资料,选择地表潜在火行为、火环境、可燃物理化性质及床层结构4大类指标,采用主成分分析和聚类分析法计算104个小班地表可燃物燃烧性并对地表可燃物燃烧性指数CI进行了排序。结果（1）无风条件下104个小班中,各优势树种小班地表潜在火行为有以下规律:针叶林普遍较大且地表火强度达到2 000 kW/m以上、蔓延速度3 m/min以上、火焰高度1.5 m以上,灌木林次之地表火强度700 ~ 2 000 kW/m、蔓延速度1.5 ~ 3 m/min、火焰高度1 ~ 1.5 m,阔叶林较小地表火强度700 kW/m以下、蔓延速度1.5 m/min以下、火焰高度1 m以下。（2）主成分分析表明,地表可燃物燃烧性与火行为指数正相关,与海拔因素负相关,与含水率负相关,与有效负荷量和床层高度正相关。（3）聚类分析表明,小班地表可燃物燃烧性指数CI分为5个等级:高燃烧性（Ⅰ）、较高燃烧性（Ⅱ）、可燃烧性（Ⅲ）、较低燃烧性（Ⅳ）、低燃烧性（Ⅴ）。各燃烧性等级的小班优势树种分别为:油松、落叶松、侧柏等针叶林,位于林场东南、西北部;油松、落叶松、侧柏与栓皮栎、五角枫等针阔混交林,主要位于林场西北部;栓皮栎、黄波罗、五角枫等阔叶纯林,集中于林场东南、西北部;山桃、荆条等灌木林及少数栓皮栎林、黄波罗等阔叶混交林,分布在林场东北部;荆条、山杏、鼠李、绣线菊等灌木,主要位于林场西南和中部。结论以油松、落叶松等针叶林为主的小班地表潜在火行为普遍较大,极易形成高强度地表火,易发生树冠火;燃烧性受到火环境、火行为和可燃物的影响,特别是可燃物有效负荷量、床层高度、海拔和含水率因子;高燃烧性和较高燃烧性小班多数位于林场北部、西北部,要注重对不同燃烧等级小班分类管理、科学巡护。      

妙峰山油松林分结构与地表潜在火行为相关性分析

目的林分结构与火行为密切相关,调整林分结构可以有效降低火行为,对森林防火工作有指导意义。分析北京妙峰山油松林分结构与地表潜在火行为的相关性,探究林分结构指数对地表火行为的影响,为妙峰山油松林可燃物管理提供科学依据。方法本文以妙峰山地形相近、结构差异较大的油松林为研究对象,调查和测定样地中的乔木、灌木、草本和枯枝落叶数据,利用Rothermel模型计算油松林潜在火行为指标,采用相关性分析、回归分析及方差分解法,研究油松林地表潜在火行为与林分结构的关系。结果(1) 油松林地表潜在火蔓延速度(R)、火强度(I)、单位面积热量(HPA)取值范围分别在2~6m/min、300~1400kW/m、4000~5500kJ/m2之间。(2)潜在火行为与结构指数相关性:乔木层R、I与平均树高呈显著正相关,与平均枝下高、平均冠幅、冠长率相关性较小。灌木层R、I与灌木密度、株数呈显著负相关,而与高度相关性较小;HPA与灌木高度呈显著正相关。灌木密度、株数过大或过小都有利于增强地表潜在火行为,反而灌木量适中时地表潜在火行为较低。草本枯枝落叶层I与床层高度、草本盖度呈极显著正相关,紧密度与logI呈显著正相关与HPA呈极显著正相关。(3)对地表潜在火行为的解释力,草本枯枝落叶层结构指数>灌木层结构指数>乔木层结构指数,草本枯枝落叶层和灌木层结构指数的交互作用贡献率大于乔木层与草本枯枝落叶层、灌木层结构指数的交互作用。结论妙峰山油松林普遍处于低强度地表火,可引发中强度地表火,有引发高强度地表火的可能。地表潜在火行为与乔木层、草本枯枝落叶层结构呈正相关,而与灌木层结构呈负相关;其中,乔木层的树高,灌木层的密度、株数、盖度,草本枯枝落叶层的草本盖度、床层高度、紧密度对地表潜在火行为产生显著影响,各个层次的影响由大到小分别为草本枯枝落叶层>灌木层>乔木层。整体来看,地表潜在火行为大小主要受到地上可燃物的影响尤其是草本枯枝落叶层,而乔木层的影响相对较小。      

间伐强度对落叶松次生林冠层结构和林内光环境的影响

目的为改善林分结构和促进林木生长,对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐,研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系,进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。方法设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未进行间伐作业的对照样地。对不同样地落叶松冠层结构参数和光合特征参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关系数法确定不同指标间的相关关系进而剔除有显著正相关的部分指标,同时运用灰色关联法对各个样地的光环境特征进行综合评价。其中冠层结构选取林隙分数、开度、叶面积指数、叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠上直接辐射、冠上间接辐射、冠上总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射、冠下总辐射13项指标,光合特征参数选取蒸腾速率、光合速率、CO₂参考值、叶片表面P.A.R、叶片温度、胞间CO₂浓度、水蒸气气孔导度7项指标。结果各样地林隙分数表现为随间伐强度的增加先减少后增加,开度、直接定点因子、总定点因子与之变化趋势相同,各项指标值均在间伐强度为29.00%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度为29.00%时达到最大值;不同间伐强度样地的冠上辐射通量无显著差异性;冠下直接辐射通量和冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减少后增加。随着间伐强度的增加,落叶松的蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度均呈现先增加后减少的趋势,叶片表面P.A.R、叶片温度先增加后趋于稳定,间伐增加了林地内的CO₂浓度;胞间CO₂浓度随着间伐强度的增加先减小再增加后减小。林隙分数与开度、直接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下总辐射呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关;蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度之间呈显著正相关性。剔除相关性极强的指标后,冠层结构的林隙分数与光合速率呈显著负相关,叶面积指数与光合速率呈显著正相关。运用灰色关联综合评判林地内的光环境特征,关联度表现为间伐强度29.00%(0.823)>40.01%(0.794)>53.09%(0.739)>0%(0.724)>67.25%(0.713)>16.75%(0.701)>9.43%(0.673)。结论落叶松冠层结构与光合特征指标间存在相关性,落叶松冠层的透光率对于光合速率有明显的影响。结合二者综合评价不同间伐强度下的林地光环境特征,抚育间伐强度为29.00%、40.01%的落叶松天然次生林林地的林内光环境特征较好,说明29.00%~40.01%的中等强度间伐有利于林内光环境的改善。      

北京地区主要针叶林易燃可燃物垂直分布

为研究易燃可燃物负荷量及空间分布对林火种类、火行为等的影响,该文以北京市八达岭林场4种针叶林型为研究对象,比较4种林分相同垂直层面和不同空间层次上的易燃可燃物负荷量及分布,分析不同林分的火种类、林火行为和森林火险,并基于林分总负荷量评估森林燃烧性。结果表明:侧柏林易发生高强度林火,由于冠层易燃可燃物较少,可以发生树冠火,但不利于蔓延;油松林不易发生地表火,因为地表可燃物清理迹象严重,但一旦起火,易形成蔓延速度较快的树冠火;华山松林可以发生火灾并形成中强度地表火;华北落叶松林可以发生地表火,但树种本身难燃,在极端环境条件下,可以发生树冠火。4种林分的燃烧性为:侧柏林油松林华北落叶松林华山松林。