鲁中山区主要森林类型易燃可燃物垂直分布及其燃烧性

为研究鲁中山区主要森林类型内易燃可燃物负荷量及其空间分布对林火种类和林火行为等的影响,以鲁中山区香山地区4种森林类型为研究对象,划分了林内易燃可燃物垂直分布层次,比较了4种森林类型同一垂直层次和不同垂直层次的易燃可燃物负荷量及分布,分析不同森林类型的林火种类、林火行为和森林火险,并根据林分总负荷量评估森林燃烧性。结果表明:油松林燃烧性最高,易引发森林火灾,形成高强度地表火和树冠火,并易发生地下火;刺槐林燃烧性最低,不易引发大的森林火灾,但可发生中强度地表火;麻栎林易发生高强度地表火,并且可发生中强度树冠火;侧柏林由于人为抚育严重,不易发生地表火,但易引发高强度、高蔓延速度的树冠火。4种林分的燃烧性大小顺序依次为:油松林麻栎林侧柏林刺槐林。     

长白落叶松人工林可燃物碳储量分布及燃烧性

对小兴安岭长白落叶松人工林可燃物进行分层分类型调查,比较其碳储量垂直分布,分析从未成林地到成熟 林林火种类、行为和燃烧性,据此评估森林燃烧性等级,并提出可燃物处理和营林防火措施。结果表明:未成林碳 储量仅87.660 t/ hm2 ,但各层可燃物连续性好,草本着火且形成高强度地表火后,易引发树冠火,属高燃烧性林分, 应加大灌草清除;幼龄林碳储量138.574 t/ hm2 ,不易发生地表火,但枯死枝可引发树冠火,高林分密度有利于树冠 火蔓延,属高燃烧性林分,应注重整枝,兼顾地表可燃物清理;中龄林碳储量163郾884 t/ hm2 ,可能发生地表火,因间 伐修枝而抬高树冠,降低了林冠火发生的可能性,属低燃烧性林分,可计划烧除灌草;近熟林碳储量199.838 t/ hm2 , 可以发生地表火,甚至树冠火,属中燃烧性林分,应重点清理可燃物累积多的区域;成熟林碳储量253.962 t/ hm2 ,地 表存在大量可燃物,可形成高强度地表火,属高燃烧性林分,应计划烧除。      

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。      

北京山区主要针叶林可燃物空间连续性研究——可燃物水平连续性与树冠火蔓延

以北京市山区主要针叶林(侧柏林和油松林)为研究对象,通过对林分树冠可燃物的负荷量、结构、理化性质及火行为特征进行分析,建立了树冠可燃物水平连续性指数D和评估等级,并对侧柏林和油松林的可燃物水平连续性进行评估与分析。研究结果显示:可燃物负荷量对火蔓延速度的影响显著,随可燃物负荷量增大,火蔓延速度增加,增加幅度受到可燃物紧密度的影响;风速对火蔓延速度的影响十分明显,对可燃物水平连续性的影响程度大于坡度;相同风速下,油松林树冠火的蔓延速度大于侧柏林;侧柏林D的平均值为1.470(高度连续),油松林D的平均值为0.933(中度连续),侧柏林树冠火蔓延的危险性大于油松林,一旦发生火灾,侧柏林比油松林更容易形成大面积高强度树冠火;D的主要影响因素是针叶树种树冠负荷量及其空间分布,以及风速和坡度及其协同作用。     

北京山区主要针叶林可燃物空间连续性研究——可燃物垂直连续性与树冠火发生

以北京山区主要针叶林（侧柏林和油松林）为研究对象,通过对林分中乔木、灌木、草本和枯枝落叶层的可燃物负荷量进行调查与分析,定量研究了森林可燃物的垂直分布规律。根据各可燃物种类负荷量垂直分布和树冠火发生的关系,建立了可燃物垂直连续性指数和评估等级,对2个针叶林的树冠火发生的危险性进行了评估与分析。结果表明:侧柏林发生树冠火的可能性较高,油松林相对较低;从垂直连续性指数看,侧柏林为1.002,高度连续,油松林为0.893,中度连续;侧柏林发生树冠火的危险性大于油松林,说明该指标能较好地描述和解释针叶林的可燃物垂直连续性及树冠火发生的危险性。      

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。      

山东半岛昆嵛山地区主要森林类型可燃物垂直分布及影响因子

为探讨林火种类、火行为等对不同森林类型可燃物负荷量空间分布的响应,围绕山东半岛昆嵛山地区主要森林类型的地表可燃物和冠层可燃物负荷量、3个地形因子（坡度、坡位与海拔）、3个林分因子（平均树高、平均胸径与郁闭度）,比较不同林分不同空间层次上的可燃物负荷量等级分布特征和林火行为趋势,分析不同层次可燃物的负荷量与环境因子之间的相关性。结果表明,不同林分之间可燃物垂直分布呈显著性差异,各林分地表火形成树冠火的概率存在差异,表现为赤松-刺衫林>赤松纯林>赤松-华山松林>赤松-火炬松林>华山松纯林>火炬松纯林>赤松-麻栎林>麻栎纯林;枯落物层负荷量与郁闭度、胸径呈显著正相关,与海拔呈显著负相关;草本层和灌木层负荷量均分别与坡位、郁闭度呈显著或极显著负相关性,草本层负荷量还与树高、胸径有显著负相关关系。     

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。      

基于Rothermel模型的北京鹫峰国家森林公园潜在火行为

Rothermel模型以燃烧物理学为理论基础,基于能量守恒定律,属于物理机理模型。基于Rothermel模型,利用BehavePlus 5.0 5软件,采用自定义可燃物参数模型,通过输入不同的可燃物模型参数,包括不同时滞的地表枯枝负荷量、可燃物床层厚度、含水率、热值、风速、坡度等,研究计算了不同可燃物湿度条件下北京鹫峰国家森林公园潜在地表火行为状况,即蔓延速率、单位面积发热量、火线强度和火焰高度等。结果表明:4种林型火行为指标均随可燃物湿度、坡度增大而降低,油松Pinus tabuliformis林极易发生高强度地表火,侧柏Platycladus orientalis林易发生中强度地表火,华北落叶松Larix principis-rupprechtii因本身难燃,仅可能发生低强度地表火,栓皮栎Quercus variabilis林因地表凋落物累积较多,且林分通风条件好,在低湿度、干旱条件下易发生中等强度地表火,对林分结构造成破坏。因此,在护林防火工作中,我们要以油松、侧柏林防火为主,及时清理林下有效可燃物,减少可燃物累积,防止林火的发生与蔓延,最大程度减少森林资源损失。图5表3参19     

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。     

秦岭东段不同密度油松飞播林地表可燃物载量及其影响因素研究

对秦岭东段油松飞播林地表可燃物载量进行系统测定,比较不同密度林分之间的差异,分析林分因子对地表可燃物载量的影响,为油松飞播林可燃物管理、林火预测预报及林分健康经营提供科学依据。在秦岭东段丹凤县流岭飞播林基地44 a油松飞播林中设置3个密度梯度共14块样方,调查样方内地表可燃物载量及相关林分因子,通过方差分析和相关性分析得出不同密度油松飞播林地表可燃物载量差异及林分因子与地表可燃物载量的关系。结果表明,1）秦岭东段油松飞播林地表可燃物载量为19.90~58.08 t·hm^-2,其中64%的林分可燃物载量超过发生重特大森林火灾的临界条件——30 t·hm^-2。各类型可燃物中,下层枯落物载量占比最大。2）不同密度林分地表可燃物总载量由大到小表现为:低密度、高密度、中密度。下层枯落物载量表现为低密度林分显著大于中、高密度林分。灌木枯枝1 h时滞可燃物载量表现为高密度林分显著大于中密度林分。地表枯枝1 h时滞可燃物载量表现为高密度林分显著大于低密度林分。3）地表可燃物载量与林分因子的关系表现为灌木枯枝1 h时滞可燃物载量和地表枯枝1 h时滞可燃物载量与密度呈正相关,与枝下高、胸径、树高呈负相关;灌木枯枝10 h时滞可燃物载量与树高和冠幅呈负相关;草本层可燃物载量与冠幅呈正相关。秦岭东段油松飞播林地表可燃物载量大,有发生较大森林火灾的物质基础。不同密度林分地表可燃物载量差异较大。密度、胸径、树高、枝下高和冠幅对不同可燃物载量有不同程度的影响。对该区域油松飞播林进行可燃物调控和林火管理的关键是定期清理林下枯枝落叶和易燃灌草,合理调整林分密度并引进难燃阔叶树种营造结构合理的防火混交林。     

木荷林分可燃物载量空间分布的研究

木荷是一种优良的防火树种。该文通过对木荷林带与相邻易燃的马尾松林和杉木林进行比较,揭示了可燃物载量在群落垂直和水平结构上的分布以及易燃性等方面的差异,阐明了防火林带的阻火机理。在马尾松和杉木林分中,乔木层、灌木层和草本层水平和垂直分布的连续性均较好;而木荷林分的群落结构较单一,林内基本无草灌层,水平和垂直分布的连续性差。通过对可燃物的易燃性分析得出,马尾松和杉木林分难燃可燃物占总量的比例明显低于8年生以上木荷林分,而马尾松和杉木林分较易燃和较难燃可燃物占有比例明显高于木荷林分。通过对山脊和山腰处木荷、马尾松和杉木林的地表枯落物方差分析和频数统计得出:木荷林带与马尾松林、杉木林之间有显著差异;木荷林地表枯落物载量比马尾松和杉木林少很多,且水平分布不均匀。研究表明,木荷林带可燃物在连续性上呈间断分布,且林分难燃可燃物比例高,有利于森林阻火。      

马尾松人工林可燃物负荷量和燃损量的动态预测

森林可燃物是森林燃烧的物质基础,是林火行为预报的基本依据之一。基于森林燃烧和蔓延规律,选取地表层、树冠层为建模单元;利用林分因子和火环境因子,通过多元回归分析方法,建立了低山丘陵区马尾松人工林幼龄林及中龄林可燃物类型的可燃物负荷量和可燃物烧损量模型。     

采伐强度对林分蓄积生长量的影响

以云冷杉林、阔叶红松混交林、针阔混交林、落叶松林4种林分分类型为例，分析了讨论了采代强度对不同林分蓄积生长量的影响。结果表明：采代强度因林分类型不同，伐后林分蓄积生长量也不相同。云冷杉林、阔叶红松混交林、针阔混交林、落叶松林，采伐强度分别在60%、30%-50%、20%、40%时林分蓄积生长量较大。     

Post-wildfire logging hinders regeneration and increases fire risk

We present data from a study of early conifer regeneration and fuel loads after the 2002 Biscuit Fire, Oregon, USA, with and without postfire logging. Natural conifer regeneration was abundant after the high-severity fire. Postfire logging reduced median regeneration density by 71%, significantly increased downed woody fuels, and thus increased short-term fire risk. Additional reduction of fuels is necessary for effective mitigation of fire risk. Postfire logging can be counterproductive to the goals of forest regeneration and fuel reduction.