大兴安岭地区雷击火发生的雷电条件分析

【目的】掌握大兴安岭地区雷电分布的特点,以提高当地森林火险等级的预报水平。【方法】利用黑龙江省大兴安岭地区的闪电定位仪数据及雷击火和气象数据,分析2005-2008年闪电分布特征及其与雷击火的关系。【结果】大兴安岭地区闪电主要发生在6-8月份,日变化基本呈双峰分布,其中12:00-20:00发生最频繁;研究区负闪次数明显多于正闪,6月和8月以雷电流强度绝对值在1～10kA的闪击次数居多,7月以雷电流强度绝对值大于10kA的闪击次数占优势,其中从10:00-20:00,雷电流强度绝对值多为1～10kA,从21:00-03:00,雷电流强度绝对值在20kA以上所占比例高;闪击当日的降水量对雷击火的发生有较大影响,闪击次数为[1,1000]∪[10500,+∞),且当日降水量为[0,1]mm易发生雷击火;发生雷击火的雷电流强度绝对值主要在1～10kA。【结论】闪电和降水对大兴安岭地区的雷击火发生均有较大影响,在较少降水及中等强度雷电流时更易发生雷击火。     

大兴安岭气候变化及其对林火发生的影响

利用大兴安岭地区1972—2005年的气象资料,运用Yamamoto检测、气候倾向率等方法分析了该区域的气候变化规律、突变特征等,并初步探讨了这种变化对林火发生的影响。结果表明:近34a来,大兴安岭年均气温呈显著的升高趋势,气温突变出现在1988年前后;降水量、年平均相对湿度波动性较大,总体上呈略增加趋势;进入21世纪,年及各季节降水、相对湿度大幅度减少,且气温升高,表现出明显暖干化趋势;各气候因子季节性差异很大,夏季干旱化趋势较为严重。1987年后,积极的防火措施促进了可燃物的大量积累,在气候干旱的条件下,大兴安岭雷击火明显增多,8月份成为新的雷击火多发月。     

基于GIS的黑龙江大兴安岭森林雷击火发生概率预测模型

收集2006年至2011年4-10月每日的雷击定位数据、气象数据、可燃物数据及雷击引发的火灾数据,结合黑龙江大兴安岭地区的地形特征及森林雷击火发生的特点,引进加拿大火险天气指标(FWI),拟合出黑龙江大兴安岭林区雷击引发持续闷燃火的概率模型。对该模型进行HL检验,结果表明拟合效果良好,模型拟合精度为55%。2006-2011年每日雷击火发生数量的观测值与预测值的拟合关系为N(观测)=0.8368 N(预测),R2=0.732。基于该模型开发出黑龙江大兴安岭森林雷击火预测系统,系统试运行结果表明,该系统在雷击火高发季节,预测雷击火发生的准确率达31.5%。     

大兴安岭地区夏季森林火灾环境因子特征分析

基于2000—2004年夏季林火火场相关数据、资料,并对其整理与分析,研究黑龙江大兴安岭地区夏季火灾形成的火环境因子特征,以及对黑龙江大兴安岭地区1966—2015年夏季防火期(6月16日—9月14日)的地面日平均气象资料,研究气候变化趋势与火灾与相互响应机制。结果表明:黑龙江大兴安岭地区夏季林火以地表火和地下火为主,地下火发生最多的是偃松–落叶松林可燃物类型,发生比例为70%,受坡度影响不大,阴坡比阳坡发生地下火概率高;黑龙江大兴安岭地区树冠火主要发生在偃松矮曲林,坡度增大,树冠火发生的几率也随之增加,阳坡发生树冠火的概率大于阴坡;大兴安岭1966—2015年近50年的夏季气候为暖干趋势,夏季森林火灾发生的危险性增强,气候因子的这些变化将导致林区出现高温干燥的现象,重大火灾的发生,将严重威胁大兴安岭地区的主要树种落叶松树种。黑龙江大兴安岭地区夏季森林火灾主要为雷击火居多,环境特征因子对其影响的相关性分析数据及理论,可以为森林防火部门提供决策支撑。     

基于Logistic回归模型的浙江省林火发生驱动因子分析

【目的】对浙江省2000-2016年林火发生的主要影响因素进行分析,确定驱动因子,建立林火预测模型并划分火险等级,为我国东南林区林火预防与管理提供科学支撑。【方法】以卫星火点数据为基础,运用Arcgis 10.2等软件,对气候因素(气温日较差、月平均气温、月平均降水量、月平均相对湿度、上年月平均降水量、上年月平均相对湿度、日累积降水量、日相对湿度、日平均风速)、地形因素(海拔、坡度)、植被数据(植被覆盖度)、社会基础设施因素(人口密度、人均GDP、距居民点距离、距铁路距离、距公路距离)进行空间信息提取,并与随机点结合后通过Logistic回归模型分析浙江省林火发生的驱动因子;使用"标准化系数"方法检验各林火驱动因子对林火发生的相对重要性;利用ROC曲线方法对模型预测能力进行拟合检验,并计算划分林火发生概率的最佳阈值。【结果】气温日较差、日相对湿度、月平均相对湿度、上年月平均降水量、日累积降水量、植被覆盖度、上年月平均相对湿度、月平均降水量、距居民点距离、距公路距离、距铁路距离等11个因素与林火发生存在显著相关;模型总体预测准确率达到79.1%;计算出浙江省划分林火发生概率的最佳阈值为0.458。【结论】浙江省高火险区主要位于东部和南部地区,东部地区的林火管理重点应放在人为活动的管理与防火宣传教育上,而南部地区应当在林火高发区增设瞭望塔和视频监测设备。     

黑龙江省大兴安岭雷击火发生规律

对大兴安岭近40a的雷击火数据进行了整理,并利用Excel和Spss软件对雷击火发生规律进行了统计分析,得出:从1965年到2005年,共发生雷击火545次,占该地区总火源的37%;雷击火主要集中在5-9月份,5、6月份占全部雷击火的72.5%,且火灾主要集中在上午10:00时到下午17:00时;阿木尔、呼中、塔河、松岭、新林等高纬度地区为大兴安岭雷击火高发生地区.以数理统计方法对影响雷击火发生的气象因子进行了分析,得出:降水多于500mm时,雷击火很少发生,少于400mm时,发生频繁;温度在14℃以下,雷击火发生几率很小,在14～20℃,雷击火为高发段.雷击火重大发生年份,夏季降水大大少于平均值,而且温度高于17℃,且蒸发量过大.因此,降水、平均温度对雷击火发生起主导作用.     

不同地形条件对落叶松云杉混交林建群种共存机制的影响

【目的】探索有限资源环境下的物种共存机制一直是群落生态学的核心问题。【方法】以富蕴地区山地林区西伯利亚落叶松-西伯利亚云杉混交林为研究对象,基于混交林的群落学特征,运用对比分析方法探讨环境因子(海拔、坡度、坡向、坡位)对群落物种分布及建群种形态特征的影响,以期解释研究区松杉混交林建群种共存的现象。【结果】西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉的生态位宽度均高于其他伴生种,但西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉的径级结构均表现出老龄化趋势。Godron坐标计算结果也表明,群落稳定性坐标为(39,61),与理想稳定点坐标(20,80)相比向下移动了26.87欧氏距离,说明混交林群落稳定性相对不高。建群种的地形条件(海拔、坡位、坡度和坡向)是两种建群树种4相形态特征(胸径、树高、冠幅面积、株数)的重要影响因素。【结论】富蕴山地海拔、坡度、坡位、坡向等生境异质性影响了西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉的生态位,且利于维持混交林群落中此两种建群树种的长期共存。     

基于LIS/OTD格点数据的中国东北地区雷击火时空分布原因分析

东北是中国雷击火发生最频繁的地区,因此有必要研究该地区的闪电活动规律。本文根据美国NASA提供的LIS/OTD v2.2格点资料,分析了东北地区闪电活动的时空分布。并结合雷击火的时空分布,用东北地区的气象资料、DEM数据和植被数据,分析了雷击火发生的原因。结果表明闪电在呼伦贝尔盟和黑河地区活动频繁,7月闪电最集中;而雷击火在大兴安岭、呼伦贝尔盟和黑河地区分布较多,6月份雷击火最多。可见二者在空间分布上大致一致,但也存在差异;在时间分布上有明显差别。本文研究发现,大兴安岭闪电活动不多,但雷击火频繁发生,主要原因是:地形起伏大、受大气环流影响容易形成干暴雷、易燃物分布广泛;相对于7月、8月来说,6月份闪电值较小但雷击火最多,主要原因是:7月、8月份降水多、相对湿度大、风速小,不容易着火。     

基于GIS的优势树种与地形空间关系格局探讨

基于ＧＩＳ的空间分析功能,分析了大兴安岭林区塔源林场优势树种与海拔、坡度和坡向之间的空间分布格局,绘制了该林场优势树种按海拔、坡度和坡向的空间分布图。并对林分潜在生境和现实分布进行了比较,以期为优化树种结构、培育优质森林资源提供可视化的科学依据。     

环境因子对秦岭3种典型次生林群落物种组成的影响

【目的】阐明秦岭南坡油松林、锐齿栎林及其混交林3种典型次生林群落各层物种组成与环境因子之间的关系,探讨不同植被层对同一环境因子的响应差异,并确定影响群落各层物种组成的主要环境因子。【方法】在秦岭南坡火地塘林区和黄柏塬自然保护区等5个松栎林典型分布区共设置45块样地,分草、灌、乔3层进行群落学调查,并运用CCA排序法分析3种群落各层物种组成与海拔、坡度、坡向、坡位、林分郁闭度和枯枝落叶层厚度等6种环境因子之间的关系。【结果】(1)所调查的45块样地中共记录维管植物321种,隶属于73科183属,其中乔木78种,灌木(含木质藤本)105种,草本植物138种。(2)海拔和坡度与草、灌、乔3层的物种组成均显著相关,坡向和枯枝落叶层厚度对草本层物种组成有显著影响,坡向与乔木层物种组成也有较显著的相关性。【结论】草、灌、乔3个层次的物种组成对环境因子的响应有差异,海拔是影响群落草本层和灌木层物种组成最主要的环境因子,其次是坡度;影响乔木层物种组成最主要的环境因子为坡度。     

黑河流域参考作物蒸散量与气象因素的相关关系研究

【目的】研究黑河流域参考作物蒸散量(ET_0)与气象因素间及各气象因素间的相关关系,精确估算和预测黑河流域ET_0.【方法】基于黑河流域17个气象站点1960-2014年逐日气象资料,在利用Penman-Monteith公式计算逐日ET_0的基础上,分析ET_0与气象因素的年际变化特征,将通径分析法和主成分分析法相结合,从线性关系和方差贡献2个角度综合探讨ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系.【结果】近55a间黑河流域年均ET_0、平均温度和降水量呈增加趋势,平均相对湿度、平均风速和日照时数呈递减趋势.平均温度和平均风速间以及平均相对湿度、日照时数和降水量间线性关系显著,平均相对湿度主要受平均温度的主导影响;线性关系和方差贡献分析气象因素影响程度结果基本一致,影响程度排序:平均相对湿度>降水量>平均风速>日照时数>平均温度.【结论】单因素作用方面平均相对湿度为影响ET_0变化的主要因素,平均温度主导平均相对湿度的变化,多因素共同作用方面日照时数与降水量相组合是ET_0波动性变化的主导因素,多方面的共同作用造成黑河流域ET_0呈上下波动式的增加趋势.从不同角度综合分析能更全面探寻ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系,为ET_0的变化特征提供科学依据.     

黑龙江省夏季林火与气象环境条件的相关分析

利用2001-2007年黑龙江省所辖林区的夏季林火火场资料以及相应地区的降水、气温、相对湿度、风速、日照等气象资料,分析黑龙江省夏季林火特征以及夏季林火与气象条件的相关关系.结果表明:黑龙江省夏季林火集中期为7月25日-8月16日,且夏季林火日变化明显,主要发生在15:00-17:00时,多发生在大兴安岭和黑河林区(50°44′～53°24′N,121°34′～126°40′E),此地区是黑龙江省夏季林火防御的重点区域,其中雷击火是引起森林火灾的主要原因;雨日里,出现林火的概率较低,75%以上林火当日无降水;日最小相对湿度＜40%时易发生林火,40%的林火当日最小相对湿度＜30%;日平均气温在15～25 ℃、日最高气温25～35 ℃是夏季林火发生的关键温度区间;在日照时数超过6 h易发生夏季林火.经过方差分析发现:降水量、最小相对湿度与林火具有显著的负相关,气温、地温、日照时数、风速均与林火具有显著的正相关.     

基于地形梯度的重庆市近40年水田及旱地时空演变特征

【目的】探索水田、旱地分布及变化特征是阐明区域耕地变化规律的基础,为实施耕地保护提供数据支持和决策依据。【方法】利用地理空间信息技术和重庆市1980、2000和2018年LandsatTM影像的土地利用类型解译结果,分析了区域的水田、旱地的转移特征,并重点对比两类耕地在不同海拔、坡度、坡向上的分布和转变情况。【结果】水田和旱地的分布和转变在不同地形空间上表现出复杂性和差异性。水田主要分布在坡度15°以内,低于600 m海拔的区域;而旱地在各个海拔分布更为均匀,对坡度的适宜性更广。水田与旱地与各用地类型之间相互转移特征在不同海拔、坡度、坡向条件下存在较大差异。水田、旱地在1980—2000和2000—2018年两个时期均以转出为主,流失的水田主要转变为建设用地;受城市建设占用、退耕还林还草等因素影响,旱地与其他地类之间的转换更频繁。受多因素的综合影响,水田的耕作优势区逐渐从低海拔缓坡区域朝中低海拔、中坡度的区域迁移,而旱地的主要耕作优势区主要向中海拔和中度坡度地区转移。【结论】地形条件约束农业生产活动,需重点加强低海拔、较平坦地区耕地流失的管理。     

立地条件对寿竹生物量的影响

【目的】探讨立地条件对寿竹生物量的影响,确定寿竹生长的适宜立地条件,为寿竹的营林生产提供理论依据。【方法】在重庆市梁平县寿竹分布区选取16块样地,对样地的立地条件(坡度、坡位、坡向、海拔、土层厚度和腐殖质层厚度等)及寿竹标准竹的生物量进行调查,采用SPSS数理统计软件的t检验和多元回归分析方法,研究不同立地因子对寿竹生物量的影响。【结果】寿竹的生物量随坡度的增大而减小,平坦地和缓坡适宜寿竹生长;上坡不适宜寿竹的生长,中、下坡寿竹生物量差异不明显;坡向对寿竹生物量的影响不明显;海拔800 m是寿竹生长的一个分界线;土层越厚越有利于寿竹生物量的积累;腐殖质层厚度小于2 cm时不利于寿竹生长。上述立地因子中,坡位、土层厚度、腐殖质层厚度对寿竹生物量影响较大,海拔、坡度、坡向对寿竹生物量影响较小。【结论】影响寿竹生物量积累的主要立地因子是坡位、土层厚度、腐殖质层厚度。在寿竹营林生产中,林地应选择在海拔800 m以下的平缓坡地,坡位宜选择中、下坡;林地内应有一定厚度的土层和腐殖质层。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

陕西黄龙山自然保护区褐马鸡冬季夜栖地选择的研究

【目的】了解褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)冬季夜栖地选择的特征。【方法】2006-11~2007-01,在陕西黄龙山自然保护区北寺山林区,采用样线法对褐马鸡冬季夜栖地的特征进行了研究,共记录34个夜栖地和96个对照样方,测定夜栖地海拔、坡向、坡度、坡位、地理性、栖树高度和胸径、乔木层盖度、乔木密度、灌木层盖度、草本层盖度、与水源距离、人为干扰距离、与林缘距离、栖枝高度和栖位上盖度等参数。【结果】褐马鸡冬季夜栖地多偏向阳坡和半阴半阳坡、中坡位、山脊和山坡、海拔高度低、坡度大、接近林缘、人为干扰距离较近、乔木层盖度和密度较大、栖树胸径较大和草本层盖度较大的地方。主成分分析表明,前4个特征值的累积贡献率达到73.542%,可以较好地反映褐马鸡冬季夜栖地的生境特征,根据载荷系数绝对值大小,将褐马鸡冬季夜栖地生境选择影响因子分别命名为地理因子、位置与植被因子、夜栖树因子和地点转换因子。【结论】褐马鸡冬季夜栖地生境选择影响因子为地理因子(海拔、坡度、坡位和坡向)、位置与植被因子(乔木层盖度、草本层盖度、乔木密度、与林缘距离和人为干扰距离)、夜栖树因子(栖树胸径和栖枝高度)和地点转换因子(地理性)。     

河南省日本落叶松适生区研究

根据影响日本落叶松生长的主要因子 ,用灰色关联分析、数量化 -灰色关联分析以及多项式回归等方法 ,对河南省日本落叶松适生区域进行了研究 .结果表明 :河南省适宜日本落叶松生长的海拔范围为 770～ 2 32 0m .其中 ,最适生区海拔为 [1 0 30 ,1 6 5 0 ]m ;适生区海拔为 (1 6 5 0 ,2 32 0 ]m ;次适生区海拔为 [770 ,1 0 30 )m .影响日本落叶松生长的立地因子大小依次为 :海拔、坡向、土层厚度、土壤种类和坡位 ;气象因子大小依次为 :降水量、相对湿度、日照时数、7月份平均气温、无霜期、蒸发量、年均气温、≥ 1 0℃积温、1月份气温     

甘肃省林区气候特征及其与森林火险的关系

【目的】为保护和发展甘肃省现有森林,改善自然资源匮乏、生态环境脆弱的局面提供参考依据。【方法】利用甘肃林区1971~2003年气象要素、1988~2003年森林火灾及1990~2001年植被指数资料,采用统计分析方法对甘肃11个主要林区的气候特征及变化进行了分析,并对林区气象条件与火险的关系进行了研究。【结果】甘肃林区气温自东南向西北、由盆地向高山逐渐递减,各林区气温在1971~2003年总体呈上升趋势;林区降水量自东南向西北递减,且逐年呈下降的趋势。各林区相对湿度的年变化有春低秋高和冬低秋高2种类型,蒸发量具有明显的季节变化特征;在3~10月植物生长期,干旱现象明显,近十几年来干旱状况较严重。气象要素及干旱指数与森林火险密切相关。【结论】在气温高、湿度大、降水量多、干旱指数高的季节,火灾发生率较低,而在天气寒冷、空气干燥、降水量稀少、干旱指数低的季节,火灾发生率较高。相对湿度、平均气温、最低气温、最高气温、降水量等气象要素及干旱指数,可用于甘肃森林火险的预警工作。     

环境因子对秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性的影响

【目的】探讨秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性与环境因子间的关系,并确定关键影响因子。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎群落中共设置典型样地30个,分乔、灌、草3层进行群落学调查,通过计测样地物种重要值、Shannon-Wiener物种多样性指数以及海拔、坡度、坡向、坡位、土壤全氮、全磷、全钾、有机质、pH、含水量和土层厚度11个环境因子,采用冗余分析(RDA)探讨锐齿栎群落物种分布与各环境因子间的关系,偏RDA法分析各个环境因子对物种分布的总效应和净效应,用通径分析法探析环境因子对物种多样性的影响。【结果】(1)坡度、土壤全磷和全氮含量对物种分布的净效应达显著水平(P0.05),且影响强度为坡度全磷全氮,其他环境因子净效应不显著(P0.05)。(2)坡向对物种多样性的直接作用最大,土层厚度次之,直接通径系数分别为0.730和0.370。【结论】土壤和地形因子均会影响秦岭锐齿栎群落物种的分布及其多样性,其中坡度是影响秦岭火地塘锐齿栎群落物种分布最主要的环境因子,其次是土壤全磷和全氮含量;坡向与土层厚度是影响锐齿栎群落物种多样性的关键环境因子。     

黄土丘陵区地表甲虫空间异质性对环境变化的响应

【目的】了解环境因子对黄土丘陵区地表甲虫群落多样性和空间分布的影响。【方法】以宁夏彭阳县高建堡流域为研究区，以GF-2高分辨率遥感影像和数字高程模型（DEM）为数据源，利用3S技术获取研究区土地利用、坡度、海拔等环境因子。采用陷阱法在6个植物群落分明的样地诱捕地表甲虫，并对地表甲虫统计数据进行初步处理和分类。结合广义可加模型(GAM)探究研究区地表甲虫空间异质性与环境因子变化的关系。【结果】（1）GAM自变量（海拔、坡度、坡向和土壤水分）对因变量（地表甲虫种群数量）的决定系数为60.20%，说明研究区地表步甲科甲虫对所选用的环境因子有很大的趋向性。（2）GAM中各环境因子对步甲科甲虫数量和空间分布的影响存在明显差异，其中海拔的影响为23.10%，坡度为9.54%，坡向为8.03%，环境因子中土壤水分为46.80%。（3）土壤水分是影响黄土丘陵沟壑区步甲科昆虫最重要的因素，其受到海拔、坡度、坡向等地形因子影响，对甲虫生存环境起到关键性作用，步甲科昆虫在土壤水分25%～45%的区域分布密度最大。【结论】研究区地表甲虫主要分布于灌草混交林地、乔灌混交林地和生态薪炭林地，其中灌草混交林地是地表甲虫生存、栖息的最佳生境。步甲科昆虫是该流域内的广布种和优势种。