基于Logistic回归的烟头点燃红松松针概率研究

利用长度为1 cm未熄灭的烟头点燃红松松针,在室内构造可燃物床层模拟野外情况,以不同的可燃物含水率、压缩比和风速为分类条件,在每种情况下进行20次点燃重复实验,共进行1 440次实验,记录松针被烟头点燃出现明火的概率。结果表明:当红松松针的含水率≤10%且风速≥2 m·s-1时,松针可以被点燃;其中含水率、风速对烟头点燃松针概率的影响极显著,压缩比对烟头点燃红松松针概率的影响显著,压缩比、含水率、风速各因子间的交叉作用对烟头点燃红松松针概率的影响不显著;烟头点燃红松松针的Logistic预测模型准确率达到80%,误报率仅为20%。     

长白山4种主要森林类型地表凋落物引燃概率

以长白山主要森林类型红松、蒙古栎、针阔混交和阔叶混交林地表凋落物为实验材料,通过构建不同含水率、风速、载量及高度的可燃物床层模拟野外情况,使用烟头平置、烟头插入和秸秆明火的引燃方式,对每种情况进行9次重复实验,记录出现明火的概率。结果表明,4种森林类型地表凋落物引燃从易到难为红松林、蒙古栎林、针阔混交林和阔叶混交林,3种引燃方式引燃地表凋落物概率从高到低为秸秆明火、烟头插入和烟头平置。Logistic回归模型表明,引燃预测效果为针阔混交林最佳、阔叶混交林次之、红松林最差,引燃方式中烟头平置最佳、烟头插入次之、秸秆明火较差。通过科学手段营林和确保农事活动中秸秆远离林缘边界的方法可以有效控制烟头、秸秆火源对附近森林的危害。     

基于Logistic回归的兴安落叶松林飞火引燃试验

【目的】基于室内模拟的飞火引燃试验数据,使用Logistic模型对影响飞火引燃的因子进行建模,探究该模型在预测飞火引燃中的适用性,为林火行为研究提供依据和参考。【方法】选取黑龙江大兴安岭兴安落叶松纯林为对象,以球果、1 h时滞、10 h时滞小枝为火源,构造不同风速、可燃物含水率和压缩比的可燃物床层,进行引燃试验,建立以Logistic模型为基础的3种火源的引燃概率模型。【结果】3种类型火源分别进行了1 800次点烧试验,球果、1 h时滞和10 h时滞小枝引燃次数分别为414、161和337次;本研究梯度范围内,火源引燃概率随着风速增加而显著增加;可燃物含水率与引燃概率负相关,但受火源的干质量影响较大,在可燃物含水率为40%时,较大的3种火源干质量造成了引燃率升高;床层压缩比对火源引燃概率并没有表现出明显的正或负相关性;构建的球果模型预测引燃准确率为87.2%,总预测准确率为71.1%; 1 h时滞小枝模型预测引燃准确率为79.6%,总预测准确率为78.6%; 10 h时滞小枝模型预测引燃准确率为81.5%,总预测准确率为79.5%。【结论】3种火源引燃能力为球果10 h时滞小枝1 h时滞小枝,风速、可燃物含水率和火源干质量对引燃有较大作用,建立的3种Logistic引燃概率模型有较高准确率,可供飞火引燃预测时参考,以提高森林火灾扑救效率和减少扑救伤亡。     

室内模拟降雨对蒙古栎和红松凋落物床层饱和含水率的影响

【目的】地表凋落物作为森林火灾的引火物,其含水率大小决定凋落物被引燃的难易程度和发生火灾后一系列火行为指标等。降雨作为林火预测预报中必不可少的气象因子,直接影响地表凋落物的含水率。但由于降雨的不确定性,其对凋落物含水率影响的研究较少。为了搞清降雨对凋落物含水率的影响,分析降雨条件下凋落物含水率动态变化和凋落物床层饱和含水率情况。【方法】以蒙古栎和红松地表凋落物为研究对象,设置不同床层密实度和初始含水率,利用降雨模拟器在室内模拟不同降雨量,每隔10 min称量一次凋落物床层至饱和,得到凋落物含水率动态变化情况,分析床层密实度、初始含水率和降雨量对2种凋落物床层饱和含水率的影响,并建立响应预测模型。【结果】降雨条件下2种凋落物床层含水率呈对数增加;不论蒙古栎还是红松,床层初始含水率对床层饱和含水率没有显著影响,饱和含水率受床层密实度和降雨量的影响显著。降雨量和床层密实度对凋落物床层饱和含水率的影响相互制约,随着床层密实度的增加,降雨量对饱和含水率的作用下降;不同凋落物床层密实度时,建立了Ms=a×exp(b×R)的床层饱和含水率预测模型,模型预测误差均在可接受范围内。【结论】本研究揭示了降雨对不同结构的凋落物床层含水率的影响,对于含水率预测模型研究和火险预报研究具有重要意义。     

空气温湿度对不同结构的红松松针床层含水率动态变化影响的室内模拟研究

【目的】空气温度和相对湿度是对地表细小死可燃物含水率动态变化影响最显著的气象因子,对含水率预测模型中关键指标平衡含水率和时滞起重要作用,但由于对其研究的不全面性,至今温湿度对不同床层结构含水率的影响,特别是关键指标的影响还未达成共识。为了搞清空气温湿度对不同床层结构含水率动态变化和关键指标的影响。【方法】以红松地表细小死可燃物为研究对象,设置与自然状态接近的床层密实度梯度,置于恒温恒湿箱中,在不同温湿度配比下用自动称量天平记录含水率变化情况,分析密实度和温湿度对平衡含水率和时滞的影响,并建立相应的预测模型。【结果】不论温湿度和密实度如何改变,松针床层含水率呈指数下降;空气温度和相对湿度对平衡含水率有极显著影响,对于红松松针床层,Simard法预测平衡含水率效果要优于Nelson法,其误差均在可接受范围内;建立了形如τ=ae~(-bT)的不同密实度和湿度时的时滞预测模型,误差也在可接受范围内。【结论】揭示了不同温湿度条件下不同红松松针床层含水率动态变化过程,搞清其对平衡含水率和时滞的影响,对于可燃物含水率预测模型研究具有重要意义。     

杉木人工林地表易燃物含水率变化规律的研究

杉木人工纯林是南方林区主要林分之一,其林内地表分布着大量的阳性杂草和枯枝落叶等可燃物,这些可燃物几何尺寸细小,容易被引燃,进而引起森林火灾.因此,通常把这些可燃物称为易燃物或森林中的引火物.而这些易燃物是否被点燃主要取决于本身含水率的高低,其含水率则受天气条件的制约.所以掌握易燃物含水率变化规律,可以预测林分发生火灾的难易程度,可作为林火发生预报主要依据.     

祁连山保护区西端气象因子与草原火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端草原可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了草原可燃物含水率与气象要素关系模型,以草原死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端草原火险等级对应的气象因子,结果表明:草原可燃物含水率模型模拟效果较好,引入草原可燃物含水率气象预测模型可提高草原火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端草原火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与灌木林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端灌木林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了灌木林可燃物含水率与气象要素关系模型,以灌木林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端灌木林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端灌木林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与阔叶林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端阔叶林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了阔叶林可燃物含水率与气象要素关系模型,以阔叶林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端阔叶林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端阔叶林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与阔叶林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端阔叶林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了阔叶林可燃物含水率与气象要素关系模型,以阔叶林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端阔叶林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端阔叶林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与灌木林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端灌木林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了灌木林可燃物含水率与气象要素关系模型,以灌木林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端灌木林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端灌木林火灾预测预防提供了科学依据。     

风速对不同结构红松针叶床层失水系数影响的室内模拟研究

以红松针叶床层为例,研究风速对其失水系数的影响,为在更多的可燃物类型、更多样的可燃物床层结构和更大的风速范围研究风速对可燃物失水系数的影响提供支持。以当年凋落的红松针叶为材料,设置不同的风速和床层密实度,在实验室内近恒温湿条件下,每隔0.5 h测定一次针叶床层的含水率,获得含水率动态数据。根据Simard平衡含水率模型,计算各床层的失水系数。利用方差分析研究风速和密实度对失水系数的影响,确定影响因子。以密实度为分类条件,拟合红松针叶床层失水系数和风速之间的关系,建立相应模型,分析风速对失水系数的影响。结果表明:不同风速时红松针叶床层失水速率的差异随床层含水率的下降而减少。不同风速、不同密实度时红松针叶床层的失水系数在0.2到1.2 h-1之间。失水系数与风速呈非单调形式:无风时失水系数均值在0.4 h-1左右,从无风到有风,失水系数增加,在风速2 m·s-1或3 m·s-1时达到极值,极值均值在0.9 h-1左右,然后随风速增加而下降。随着密实度增加,失水系数有降低趋势。风速、密实度及其两者的交互作用都对红松针叶床层的失水系数有极显著影响。所得最佳模型形式为k=a+bw/w3+cw2+dw+e,不同密实度的红松针叶床层的平均绝对误差分别为0.002 0、0.057 4、0.734 0 h-1,平均相对误差分别为0.6%、8.1%、10.6%。风速对红松针叶床层失水速率具有极显著影响,该影响在高含水率阶段大于低含水率阶段。红松针叶床层失水系数随风速先增后降,变化幅度与床层密实度有关,用风速的一次多项式和三次多项式之商拟合效果最好。     

祁连山保护区西端气象因子与祁连圆柏林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端祁连圆柏(Sabina Przewalskii)林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了祁连圆柏林可燃物含水率与气象要素关系模型,以祁连圆柏林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端祁连圆柏林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端祁连圆柏林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与针阔混交林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端针阔混交林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了针阔混交林可燃物含水率与气象要素关系模型,以针阔混交林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端针阔混交林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端针阔混交林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与祁连圆柏林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端祁连圆柏(Sabina Przewalskii)林可燃物含水率与气象因子关系分析,采用统计回归法,建立了祁连圆柏林可燃物含水率与气象要素关系模型,以祁连圆柏林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端祁连圆柏林森林火险等级对应的气象因子。结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端祁连圆柏林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区西端气象因子与青海云杉林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区西端青海云杉(Picea crassifolia)林可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了青海云杉林可燃物含水率与气象要素关系模型,以青海云杉林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区西端青海云杉林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区西端青海云杉林火灾预测预防提供了科学依据。     

祁连山保护区东端气象因子与青海云杉林火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端青海云杉(Picea crassifolia)林可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了青海云杉林可燃物含水率与气象要素关系模型,以青海云杉林死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端青海云杉林森林火险等级对应的气象因子,结果表明:森林可燃物含水率模型模拟效果较好,引入森林可燃物含水率气象预测模型可提高森林火险气象指数模型的应用效果,为祁连山保护区东端青海云杉林火灾预测预防提供了科学依据。     

红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素

【目的】基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验，定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征，为森林火灾释放的颗粒物提供参考。【方法】选取东北东部山区红松人工林为对象，构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验，利用溶气胶监测仪（美国TSI Dust Trak 8533）进行实时监测，通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。【结果】风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一，PM₁受风速（37.207%）和温度（25.651%）影响最大，受可燃物含水率影响最小（8.304%）; PM_2.5受风速（43.293%）和可燃物载量（22.855%）影响最大，受燃烧效率（7.509%）影响最小；PM₄受风速（43.552%）和可燃物载量（21.225%）影响最大，受可燃物含水率（6.841%）影响最小；PM₁₀受风速（40.832%）和可燃物载量（23.337%）影响最大，受可燃物含水率（6.946%）影响最小。基于随机森林算法构建的PM     

交界域火灾现象和预防对策探讨

交界域火灾现象与目前国内统计的98%人为因素造成的森林火灾有着直接的关联。运用火源形成、一次引燃和二次引燃等概念把交界域的火灾现象及其发展的不同阶段进行了表述,并阐述了火灾预防工作的重点应摆在火灾的一次引燃阶段和如何阻止向二次引燃转化上。交界域的火灾防控效果是对诸多工作的综合检验,包括可燃物和火源管理技术的落实、公众防火意识教育、消防扑救力量的储备以及应付紧急状态的能力等。     

祁连山保护区东端气象因子与草原火险等级相关性分析

通过对祁连山保护区东端草原可燃物含水率与气象因子相关性分析,采用统计回归法,建立了草原可燃物含水率与气象要素关系模型,以草原死体可燃物引燃含水率为基准,结合燃烧实验,确定了祁连山保护区东端草原火险等级对应的气象因子,结果表明:草原可燃物含水率模型模拟效果较好,引入草原可燃物含水率气象预测模型可提高草原火险气象指数模型的...