集成预测模型在森林火灾预测预报中的应用研究

提出了以非线性函数拟合发展趋势、正弦函数逼近周期变动和马尔可夫链刻画随机扰动的集成预测模型,并利用该模型对福建省建阳市森林火灾面积的变动规律进行了预测预报,取得了较为理想的效果。理论与实践表明集成预测模型能定量分析灾害发生的时间动态及其变化规律,从而为灾害防御决策提供了可靠的信息。     

滇中云南松天然优良林分选择的方法及标准

本文用林分中的ⅠⅡⅢ级木的树高年平均生长量来评价林分的速生丰产,用木材纹理倾斜度来评价林分木材的经济价值,调查林分的环境因子,数量化以后,通过电子计算机来估算林分的树高年平均生长量和木材纹理倾斜度的表型理论值,进而估算林分的遗传理论值,以此来建立标准地内ⅠⅡⅢ级的树高年平均生长量及木材纹理倾斜度的理论值的综合预报公式。用树高年平均生长量和木材纹理倾斜度的综合选择指数的大小来评价林分的优劣。在平均水平偏高的基础上,再提高0.5个标准差,作为滇中地区云南松天然优良林分的标准,用此标准反馈,选出优良林分,改造成采种母树林,中选率为23.1％,基本上满足了生产上采种、用种的需要。     

基于GIS的森林火灾预报预测模型的研究与探讨

对当前森林火灾预报预测研究的现状进行了分析。指出了当前在技术与方法上存在的问题与不足。在此基础上，提出了一种新的基于GIS技术、遥感技术和数学建模等技术的森林火灾预报预测模型。该模型通过建立森林火灾本底数据库，分析森林火灾发生和蔓延诱发因素，建立森林火险预报模型与林火蔓延预测模型来对森林火灾进行预报与预测。参8     

基于EEMD-LSTM的森林火灾成灾面积预测模型

森林火灾作为一种常见的自然灾害,影响因素众多,一旦发生将会造成严重损失。基于“分解-重构”的研究思路,采用集合经验模态分解EEMD对森林火灾成灾面积时间序列进行特征分解,将提取出的特征分量分别代入长短期记忆网络LSTM模型进行预测,由各分量的预测值叠加重构得到最终的森林火灾成灾面积预测值。选取我国1992—2017年的全国森林火灾成灾面积作为样本数据进行应用验证,结果表明,与单一BP和LSTM神经网络模型相比,本文所建EEMD-LSTM预测模型平均绝对误差MAE的预测性能分别提高了33.7%和41.8%,均方根误差RMSE的预测性能提高了28.8%和39.1%,预测精度明显优于另外2种模型,在森林火灾预报研究领域具有一定的应用价值。     

滇中云南松低质低效人工林疏伐的密度及生长动态研究

在滇中宜良禄丰村林场,以0、25.8％、31.5％和27.7％的株数疏伐强度对密度为7311、4933、6733株/hm2和4211株/hm2的4块30 m×30 m林龄25年生塘状直播造林的云南松人工林样地进行首次疏伐。疏伐后1.0a和5.3a时,进行每木调查,计算林分密度、活立木生长量和枯立木数量。结果表明,疏伐有效地促进了林木生长,其中：1）疏伐1.0 a和5.3 a后,样地1-4的林分密度降低至6744、3604、4579、2989株/hm2和3856、3000、4278、2611株/hm2;2）疏伐5.3 a后,样地1-4的林分平均胸径和树高分别从疏伐前7.7、6.2、8.1、8.9 cm和6.4、5.7、8.5、8.5 m,提高至9.6、9.6、10.3、11.0 cm和9.2、9.5、10.5、12.1 m;3）对照样地的蓄积量比疏伐后的增加13.6％,而疏伐样地2-4则分别增加156.8％、49.5％和37.5％,均高于对照。对照林分的枯立木高达55.0％,疏伐林分的为8.0％-19.6％,揭示了此类林分的实际疏伐强度还可以相应地提高。     

云南松原始林群落结构特征及物种多样性分析

运用植物群落学的调查方法,对云南省永仁县白马河林场的云南松Pinus yunnanensis原始林的群落特征及物种多样性进行了研究。结果表明:云南松原始林以云南松纯林为主,林下层次结构复杂,物种丰富。高位芽植物在云南松原始林内分布最多(46.1%),其后依次为地上芽植物(25.9%),地面芽植物(14.0%),隐芽植物(13.3%)和一年生植物(0.7%)。生活型谱反映了云南松原始林在其生长季节处于温热多湿的环境。云南松林木株数在径级分布上及在不同年龄段上均表现为中间多,两边少,趋向于对称性概率分布,表明了云南松原始林在演替过程中具有较好的稳定性。云南松原始林的Simpson指数、Shannon-Winener指数和Pielou均匀度指数Jsw,Jsi分别是云南松次生林的4.6,3.7,3.9和4.6倍,表明云南松原始林具有更丰富的物种多样性。图2表2参15     

云南松地上生物量模型研究

森林生物量作为森林生态系统的最基本数量特征,是研究许多林业问题和生态问题的基础,但由于地域的不同,地上生物量及各分项生物量存在差异。以西藏、云南2个省(自治区)的130株实测云南松Pinus yunnanensis生物量数据,分别用传统回归方法和利用引入地理区域为特征的哑变量方法建立了地上总生物量和地上各分项生物量的一元(胸径为自变量)、二元(胸径和树高为自变量)和三元(胸径、树高、冠幅为自变量)模型。结果表明:所建生物量模型中,地上总生物量模型精度最高,预估精度为0.9300~0.9600,其次是树干、树皮和干材生物量模型,预估精度为0.9000~0.9500,树叶生物量模型的预估精度相对较低,其值为0.8500~0.8900,而且所有的模型都满足二元模型的预估精度和确定系数比一元模型高,与三元模型相差不大。引入哑变量后的模型中,不管是一元模型、二元模型还是三元模型,模型的确定系数、预估精度都相应提高,确定系数为0.7300~0.9600,预估精度为0.8800~0.9600,而且估计值的标准误差和平均相对误差都减少了。因此,构建不同区域地上生物量和和各分项生物量模型时,建议引入哑变量,以提高模型精度和适用性,来解决不同地区模型不相容的问题。     

大兴安岭樟子松火烧死亡判别模型

通过对大兴安岭地区1987年“5．6”大火后中幼龄樟子松个体死亡情况与火烧状况之间关系的研究,建立了该地区樟子松个体火烧后死亡状况的线性判别模型。判别因子包括个体的树高、胸径、胸高处皮厚、第一枯枝高和树干熏黑高度。模型准确率达80％。     

云南松研究现状及动态

对1980—1993年有关云南松研究的文献进行统计归类和分析研究，揭示出云南松生物学特性、生态特性、森林保护和森林经营以及开发利用方面的研究现状和发展趋势。     

滇中云南松和华山松林林窗与林缘主要易燃植物的调查

在分析滇中地区云南松和华山松林火灾危险的基础上,提出了林窗、林缘易燃植物的辨识标准,调查和记录了云南松和华山松林林窗主要易燃植物28种,分属于12科,25属,提出了在林窗和林缘种植难燃植物、封山育林、修枝和可燃物的安全利用等森林防火措施。     

滇中不同群落结构云南松林的水文作用

研究结果表明,在3类不同群落结构的云南松林中,调节和涵养水分、保持水土的能力均以复层林最好,禾草一云南松林居中,疏林最差;林冠截留率分别为13.4％,9.3％和7.9％;地表枯枝落叶层的最大持水量分别为65.8t/ha,46.6t/ha和6.7t/ha;年平均冲刷量分别为0.015t/ha,0.088t/ha和0.452t/ha,径流深分别为4.32mm,15.59mm和85.57mm;径流系数分别为0.60％,2.16％和11.85％。此外,长期受人为干扰、结构简单的疏林地土壤含水量及表土层中有机质、全N、速效态P、K元素含量都明显地低于其它两类林地。本文最后提出,为了提高森林水文效益,一方面要营造具有多层结构的云南松针阔混交林,另一方面也要注意保护林下地被植物和枯枝落叶。     

云南切梢小蠹蛀食云南松枝梢行为研究

云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)通过蛀梢危害与蛀干危害共同致死云南松(Pinusyunnanensis)。通过野外自然调查,对云南切梢小蠹蛀食枝梢影响因素进行了探讨。结果表明,云南切梢小蠹蛀梢坑道长度与枝梢长度和蛀梢直径呈显著相关,且云南切梢小蠹侵入枝梢的部位也很大程度上决定了蛀梢坑道的长度,二者显著相关。研究发现,影响云南切梢小蠹蛀梢坑道长度的主要因素为:枝梢长度,枝梢直径,侵入孔位置。     

3种针叶树种树皮的阻燃性研究

在火烧迹地调查的基础上，分析了滇中云南油杉Keteleeria evelyniana，华山松Pinus armandii．云南松Pinus yunnanensis等3种树种在不同林火行为下的耐火性差异，确定了从树皮的阻燃性角度分析林木耐火性的研究方法。对3种树种的树皮的结构进行了调查，对树皮的平均厚度、含水率、导热系数、氧指数和热辐射作用下的质量损失过程和树皮内表面温度变化过程6个阻燃性相关因子进行了测定和分析。结果表明：①云南油杉树皮内皮层结构完整不开裂，外皮层疏松，平均厚度是云南松和华山松树皮的1．38和3．07倍，导热系数为云南松树皮和华山松树皮的67．66％和54．85％，氧指数是云南松和华山松树皮的1．25和1。33倍。在热辐射作用下，云南油杉树皮内表面升温速率低，热分解缓慢，阻燃性最强，云南松树皮的阻燃性次之，华山松树皮的阻燃性最差。②树皮阻燃性的不同造成了云南油杉、云南松和华山松树种间耐火性差异。根据3种树种树皮的阻燃性和林木耐火性差异提出了相应的森林消防措施。图3表3参11     

滇西北云南松人工林林分生物量研究

[目的]森林生物量和生产力是反映森林生态系统功能的基本参数,是研究森林碳平衡的重要手段,研究云南松林分生物量将为评估云南森林碳汇能力提供重要依据。[方法]通过在滇西北宁蒗县翠玉和红桥乡设置云南松样地,对样地进行了每木检尺和标准木生物量调查,建立了云南松单木各器官生物量与测树因子回归模型,并计算了云南松林分乔木层各器官生物量分配及乔木层、草本及灌木层生物量大小。[结果]云南松乔木层各器官的生物量分配为：树干〉树枝〉树根〉树叶,各器官生物量中,树叶生物量所占比例最小。另外,由于样地海拔较高,土层较薄,林分平均生物量和生产力相对较低。[结论]云南松生产力在平均胸径为15.3 cm时达到最高峰,随后开始下降。     

云南金沙江流域云南松天然林林隙特征

通过对云南省金沙江流域永仁县响水河和白马河林场云南松Pinus yunanensis天然林中45个林隙的调查,研究了云南松天然林林隙的基本特征和自然干扰规律.结果表明:永仁县云南松林林隙的形状近似于椭圆形.扩展林隙和树冠空隙的平均面积分别为469.42 m2和181.90 m2,扩展林隙和树冠空隙在云南松林景观中的面积比例分别为28.23%和10.49%,年干扰频率分别为0.672 1%和0.249 7%,林隙干扰的返回间隔期约有400.48 a.大多数林隙在40 a以前形成.大多数林隙是由1～3株形成木创造的,而由1株形成木创造的林隙最多.林隙形成木的径级结构以30～50 cm这一范围居多,高度以20～30 m居多,林隙形成木通过掘根、干基折断、干中折断、枯立、折枝或枯枝这几种形式形成,其比例分别是33.7%, 27.9%,18.6%,17.4%和2.4%,在不同的林隙中可见到形成木这几种形式的不同组合.以林隙动态理论为基础,对永仁县云南松天然林的经营提出了几点建议.表5参10     

大兴安岭兴安落叶松火烧死亡判别模型

通过对大兴安岭地区１９８７年５·６森林大火后中幼龄兴安落叶松个体死亡情况与火烧状况之间关系的研究．建立了该地区兴安落叶松个体火烧后死亡状况的线性判别模型。判别因子分别是：个体的树高、胸径、胸高处皮厚、第一枯枝高和树干熏黑高度。模型的平均准确率为８０％。     

云南松泌脂日节律的初步研究

对云南松泌脂日节律进行了研究，结果表明：9：00打孔，打孔后头4h泌脂量最大，为1．01mL。此后4h内泌脂量显著下降，仅为0．36mL，不足前者的一半。不同时段泌脂量测定结果表明：13：00～17：00达到当日泌脂高峰，每4h泌脂量为0．60mL。泌脂量与环境温度、光照强度呈正相关。一天内泌脂量随环境温度的升高和光照强度的增加而增大。     

滇中地区云南松林分胸径生长模型

应用云南省五期森林资源连续清查样地数据,用非线性回归方法构建云南松林分生长模型,并分析各环境因子对云南松林分胸径的综合影响。结果表明:(1)林分径阶株数随胸径的增大整体呈倒"J"型分布,林分直径分布曲线向左偏斜程度较大,且呈低峰态分布,分布相对离散;(2)林分胸径最优生长模型为坎派兹模型,决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.648和3.384,预估精度(P)为96.53%;(3)林龄、地位级指数、风速、郁闭度和相对湿度等是对林分平均胸径影响较为重要的因子。