大兴安岭地区森林火险变化及FWI适用性评估

根据研究区内及附件气象站每日气温、相对湿度、24小时降水和风速计算1987—2006年大兴安岭每日的加拿大林火天气指数系统(FWI)各组分值。利用空间插值方法,获得1987—2006年所有森林火灾发生日的FWI系统各组分值。大兴安岭林区森林火灾主要发生在落叶针叶林(61.3%)、草地(23.9%)和落叶阔叶林(8.0%),主要火源是雷击火(占57.1%)。4—6月份森林火灾发生时的FWI、FFMC和ISI平均值高。根据1987—2006年FWI组分指数的分布和火发生情况,对森林火险指数进行了分级,低、中、高、很高和极高火险的FWI取值范围分别为0～2.5,2.6～10.0,10.1～18.0,18.1～31.0,≥31.1。FWI对大兴安岭地区森林火险有显著的指示意义,FFMC和ISI对预测火灾的发生与蔓延有较好的指示作用。1987—2001年每年明显有春季和秋季2个火险期,但2002—2006年火险期显著延长。春季火险严重度指数(SSR)波动幅度比较大,夏季SSR和春季SSR有相反的波动趋势,2000—2006年秋季火险严重度明显升高。     

厄尔尼诺/拉尼娜对大兴安岭森林火险天气的影响

[目的]通过研究厄尔尼诺/拉尼娜事件对大兴安岭天气和火天气指数的影响,定量描述厄尔尼诺/拉尼娜事件在火天气指数变化中的作用。[方法]根据研究区及周边气象站日最高气温、日最小相对湿度、平均风速和24 h降水量计算1951—2016年大兴安岭森林火险天气指数,分析超强和强厄尔尼诺年、中等和弱厄尔尼诺年、拉尼娜年和正常年等4种情景下的主要天气因子和火天气指数的差异。[结果]春季火险期,超强和强厄尔尼诺年日均最高气温较正常年偏低0. 21℃,降水量增加6. 78%,拉尼娜年日均最高气温增加0. 44℃,降水量增加2. 77 mm;厄尔尼诺/拉尼娜年的秋季火险期日均最高气温低于正常年。超强和强厄尔尼诺年春季和秋季火险期的细小可燃物湿度码(FFMC)、腐殖质湿度码(DMC)、干旱码(DC)、累积指数(BUI)和火天气指数(FWI)平均值低于正常年份,FWI从西南到东北逐渐降低;中等和弱厄尔尼诺年春季火险期6个指数均低于正常年份,秋季火险期除FFMC外其他火天气指数均低于正常年份;拉尼娜年春季火险期的FFMC、初始蔓延速度(ISI)和FWI低于正常年份,秋季火险期除DC外其他指数均低于正常年份。[结论]大兴安岭地区在超强和强厄尔尼诺年春秋季火险期火天气指数较正常年份低,西部地区火天气指数高于东部地区。拉尼娜年春季火险期东部地区FWI低于正常年份,中西部偏高,秋季火险期西北部地区高于正常年份,东南部偏低。     

大兴安岭雷击火发生条件分析

根据2007—2009年大兴安岭林区闪电和林火监测结果进行分析,研究火灾发生时的火险状况和雷击火灾案例,提高对这一区域雷击火的认识。根据研究区内11个气象站定时观测数据,采用加拿大林火天气指数系统计算各站点每日火险指数,分析研究时段内火灾发生与火险和闪电分布的关系。结果表明:2007—2009年共发生野火195起,其中林火148起,主要发生在4,5和8月份。雷击天气主要出现在5—9月份,其中6,7和8月份闪电最多。闪电分布密度较高的区域主要在研究区东北部,大部分闪电活动伴随着降水,但在比较干旱的年份,容易出现干雷暴天气,易引发雷击火。根据林火及火灾发生前24h的闪电分布分析,雷击火占总火灾的5.1%,闪电活动不是影响林火发生的主要原因。雷击火主要发生在火险比较高、闪电活动频繁且无有效降雨的区域。     

大兴安岭南部春季火行为特征及可燃物消耗

利用标准地调查分析2007年春季大兴安岭2起森林火灾的火行为及可燃物变化.采用加拿大火险天气指数(FWI)系统分析火险变化,地表可燃物载量调查采用线状相交可燃物调查方法,并利用MODIS遥感数据对火烧程度进行分级.结果表明:FWI系统各指标可以很好地指示森林火险变化,2007年4-5月细小可燃物湿度码(FFMC)基本都在90以上,腐殖质湿度码(DMC)和干旱指数(DC)在4月份持续升高,2场大火也发生在火险高的时段.火烧类型以地表火为主,部分林分有冲冠火.火后阔叶林地表径级可燃物增加不明显,针阔混交林主要是5.0～6.99 cm径级可燃物增加,而落叶松纯林火烧后除0.50～0.99 cm径级可燃物减少外,其他径级可燃物都明显增加.不同火烧程度对地表可燃物载量的影响有差异.中度和重度火烧后草本盖度明显下降,有些林分下木层死亡率较高.罕诺河火场和松岭区壮志林场过火区重度火烧分别占33.2%和46.4%.     

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。     

未来情景下西南地区森林火险变化

采用区域气候模式输出的日值和加拿大森林火险天气指数系统,在50 km×50 km尺度下,分析IPCCSRES A2和B2情景下中国西南地区未来不同时段区域森林火险和森林火险期变化,为科学制定未来林火管理规划提供参考.气候情景数据使用区域气候模式系统(PRECIS)对中国区域1961-2100年SRES A2,B2情景下的气候模拟结果,计算研究区各格点森林火险天气指数( FWI),并利用ANUSPLIN软件把研究结果插值到1 km×1 km水平.结果表明:PRECIS模式对研究区的平均气温和月均降水均有较好的模拟能力,气温和降水空间分布形态及中心区域与观测数值基本一致.A2和B2情景下西南地区火险期(11月至翌年5月)内森林火险天气指数平均分别增加1.66和1.40.A2和B2情景下2041-2050年火险期FWI平均变率分别为1.22倍和1.24倍,表明A2和B2情景下西南地区的森林火烧面积在2041-2050年可能比基准时段增加22％和24％,并且在火险高的月份潜在的森林火烧面积增加更为明显.与基准时段相比,2种情景下都表现出低火险日数明显减少和极高火险日数显著增加的趋势.A2和B2情景下,2041-2050年高、很高和极高火险等级总日数分别增加17和13天.建议根据未来森林火险和火险期变化特点,加强早期预警、火灾监测和可燃物管理等,提高该区域适应气候变化的能力.     

多气候情景下大兴安岭森林燃烧性评估

【目的】利用燃烧概率模型BURN-P3描述未来不同气候情景下大兴安岭地区的林火动态变化,提高对气候变化影响的认知,为开展林火管理适应技术提供科学依据。【方法】基于RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候情景的气候模式数据,利用历史地面观测气象数据对气候模式数据的气温和降水量分别进行了校正。根据火险天气指数系统(FWI)分别计算研究区各格点的森林火险天气指数,结合研究区可燃物类型、火发生和地形等数据,利用BURN-P3软件逐日模拟1971—2050年黑龙江大兴安岭地区的火发生与蔓延状况,分析不同气候情景下的森林燃烧概率和火行为变化。【结果】1991—2010年研究区模拟平均燃烧概率为0.010 8,过火区(除2003年)燃烧概率为0.011 3,火发生位置的平均燃烧概率为0.012 45,t检验表明差异显著。2003年研究区平均燃烧概率为0.014 2,比1991—2010年平均值高31.5%。通过对过去时段的模拟结果与实际过火区比较分析,表明BURN-P3模型能较好地模拟大兴安岭地区的林火动态。与基准时段相比,2021—2050年RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候情景下燃烧概率平均增幅分别为-6.21%,7.71%,7.80%和19.48%,燃烧概率增幅较大的区域主要分布在中南部;火烧强度将分别增加-13.0%,4.4%,1.5%和8.0%;树冠火比例分别增加-12.7%,4.2%,5.0%和4.7%,中部和西部树冠火增多显著。【结论】BURN-P3模型可用于模拟大兴安岭的林火动态,模拟结果可反映森林燃烧概率状况。与基准时段相比,2021—2050时段RCP2.6气候情景下平均燃烧概率有所降低,RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候情景下燃烧概率将增加,火烧强度、蔓延速度和树冠火比率都呈现小幅增加。中南部的火活动明显增强,不同气候情景之间有所差异。     

黑龙江大兴安岭雷击火概率预测模型研究

结合黑龙江大兴安岭雷击火发生特点及该地区的气象条件,引用加拿大天气指标(FWI)系统,使用2005年至2010年每日的闪电定位数据、天气数据、雷击引发的火灾数据,利用二元Logistic回归模型,采用全部进入法建立回归模型,最后检验分析显示:模型拟合效果较为理想,为预测黑龙江大兴安岭地区雷击火发生概率提供依据。     

大兴安岭东部森林火灾发生的气候条件辨识

就大兴安岭东部森林火灾发生的气候条件进行了风险辨识,结论是:空气湿度是火险天气中的关键因素,相关系数为-0.81,表明湿度愈大火灾发生次数愈少,空气湿度小于60%时,就有发生森林火灾的可能,当相对湿度在35%￣50%之间时火灾发生次数较多。气温与森林火灾相关系数仅为0.36,当最高温度在-10￣10℃时是火灾发生的高峰期。风是森林火灾发生蔓延的重要因素,相关系数高达0.92。发生火灾时,当风速大于2.5m/s时,火灾蔓延开始加大。雷击火发生和蔓延的气候指标是平均气温为14￣20℃,降水量小于7mm,14时相对湿度15%￣38%,雷暴日数多于4天,平均风速2.5￣5.5m/s,14时风速大于3m/s。本着适用及着眼于近期与长远计划相结合的原则,选用了春季小于10mm降水日数、春季平均气温、地理因子、受灾面积、雷击火次数等7个因子进行了聚类分型,将火灾划分为3个区。     

根河林区雷击火分布特征及气象因素影响分析

文章结合气象数据,对2000—2018年内蒙古大兴安岭根河林区雷击火特征进行研究分析,为该地区雷击火的监测及预防提供理论依据。结果表明:(1)2000—2018年间,6~8月的雷击火频数占全年雷击火总频数的79.03%,过火面积占全年过火总面积的92.96%。7月份的雷击火频数及过火面积远小于6月和8月,而平均降水量与平均相对湿度明显高于6月和8月,降水增多显著抑制了雷击火的发生和发展。(2)通过分析不同年份根河林区各林场的雷击火分布,发现好里堡林场的雷击火频数明显高于其他林场,并且集中发生在干旱年,而其他林场的雷击火数量受干旱年影响较小。(3)经过各气象因子与雷击火特征的相关分析,发现对雷击火频数与过火面积影响最大的3个气象因子分别是月均气温、月均相对湿度和月均降水量,其余气象因子的影响不显著。     

林火研究综述(Ⅰ)——研究热点与进展*

在危害森林的诸因子中火灾是一种最具破坏性的灾害。各林业先进国家都非常重视林火研究工作。森林防火是一门综合性的科学，其研究热点包括基础研究和应用研究。近些年林火研究涉及国家森林火险等级预报、林火控制技术、雷击火自动定位系统、遥测自动林火天气站网、火发生与火行为规律、计划烧除、火生态、可燃物燃烧过程、灭火喷洒技术、烟尘特征和扩散等。     

林火行为和扑救技术研究进展

森林火灾会破坏森林资源,积极开展林火扑救研究对于保护森林资源具有重要意义。林火行为研究一直是林火研究领域的重点。文中针对地下火、地表火和树冠火3种类型,从火行为和扑救技术2个方面进行综述;认为通过研究林火发生与蔓延机理,建立基于燃烧物理机制的火增长模型,是发展林火扑救技术的科学基础。林火行为未来研究的重点是,探究自然条件下的地下火蔓延机制,发展地下火探测技术;完善地表火和树冠火蔓延的物理模型,确定地表火向树冠火转换的临界条件;提升火行为预报能力和开发扑救装备,增强扑救能力。     

森林火行为与特殊火行为研究进展

森林火灾主要包括地表火、地下火、树冠火3种蔓延形式。目前火蔓延模型主要关注于森林地表火的蔓延研究, 对一些特殊的火行为, 如树冠火、火旋风、飞火等研究极为薄弱, 而这些火行为在特大森林火灾的蔓延传播中起着重要作用, 往往加速火蔓延, 并对扑火人员造成生命危险。我国森林大多集中在山区, 火灾一旦发生, 由于复杂的地形、不均匀的可燃物分布、多变的局地风和林火的相互作用, 极易形成复杂的火行为。文中对森林火灾中的火行为和特殊火行为进行了论述, 讨论了当前的研究进展和未来发展趋势。     

林火增长模型及应用软件

火增长模型可以预测将要发生的林火行为, 指导林火扑救和评估林火管理政策。文中分析了影响火模拟的主要因子, 对当前主要的火增长模型, 包括经验模型、半经验模型和物理模型进行了概述, 并列举了应用比较广泛的火增长模拟软件包括Prometheus, Behave Plus和Farsite等的主要特征, 讨论了火增长物理模型的局限性及未来发展方向。     

Fire Growth Models and Software

Challenges and focus that Measureable, Reportable and Verifiable of REDD+ activities will face are analyzed base on provisions relate to MRV for REDD+ in UNFCCC.It will face the challenges of lake of messages in estimating biomass carbon storage and reference level,certification standards, the national methodology of REDD+ activities,and financial support if measurable,reportable and verifiable REDD+ activities are developed in China. Based on the results of the analysis,the different types for REDD+ activities that adapt to Chinese situation are put forward,and it was designed that the framework on Measuring,Reporting and Verifying System for REDD+ activities in China including general indicator such as objectives, implementation,contribution to sustainable development and poverty eradication,environment effectiveness,sustainability and cost-effectiveness.     

森林灭火装备的现状与展望

综述了国内外森林灭火装备使用与研究的现状,分析了不同类型灭火装备的作用和特点,并指出了它们存在的问题。针对森林火灾的特点,提出了森林灭火装备使用和研制的一些原则。     

黑龙江省夏季林火火焰高度和火强度的研究

介绍了黑龙江省夏季森林火灾的种类,其包括地表火、地下火、树冠火三种.分析了这三种林火蔓延方式之间的相互演变关系,阐述了火强度的研究方法并给出了平均火强度值.     

永胜县森林防火主要做法和建议

介绍永胜县健全机构,落实责任,强化扑火队伍建设,全方位宣传,强化火源管理,加强监督,依法治火等在森林防火工作中采取的主要做法和取得的经验.分析防火工作中尚存在的问题,并提出了开展森林火灾保险,创新投入机制,加大防火基础设施建设,建立新的联防组织等对策建议.     

曲靖市森林火灾发生规律及消防对策

介绍曲靖市1987年以来森林火灾发生情况,分析森林火灾发生的季节性、日内森林火灾发生规律及火源发生情况.提出了提高认识,加强领导;多方筹资,增加投入;加强专业扑火队伍建设;利用"3S"技术提高森林防火水平;建设防火隔离带;开展计划烧除;完善防火设施建设;强化宣传教育;严格火源管理等对策措施.     

全地形林火地面巡护与扑救设备的研究

根据我国的林区分布特点和交通状况,针对林火发生的特点,研究与设计了用于林火地面巡护与早期扑救的轻型全地形四轮消防设备,介绍了其主要结构的选取与设计,并分析了其灭火性能.