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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张运林 宋红 胡海清
森林火灾发生需要有火源引燃,不同火源引燃可燃物的能力不同,搞清常见火源引燃可燃物的能力及引燃后的一些火行为指标,分析床层特征对火源引燃能力的影响,建立相应的点燃概率模型,对林火预防及扑救意义重大。在春防期,以燃烧着的烟头、火柴、燃烧着阔叶为火源,在无风条件下点燃蒙古栎-红松混交林下的非破坏性地表可燃物,分析了不同火源的点燃能力及床层特征对点燃能力的影响,并建立相应预测模型。结果表明:(1)火柴的平均点燃概率最大,燃烧着阔叶点燃概率次之,所有试验条件下,烟头都不能点燃可燃物床层;(2)火柴与燃烧着阔叶的点燃概率和火焰高度没有显著差异,烟头与2种火源的点燃概率有显著差别;(3)火柴和燃烧着阔叶的点燃概率都与床层含水率负相关关系,两者能引燃的最大床层含水率分别为26%和24%。火柴引燃概率随着床层密实度的增加,先增加后减小,燃烧阔叶点燃概率随着床层密实度的增加在下降;4)火柴和燃烧着阔叶2种火源的点燃概率预测模型都具有统计学意义,其中火柴点燃概率预测模型的预报精度为72.9%,误报率为32.3%;燃烧着阔叶预报模型的准确度为71.4%,误报率为25.8%。本研究是在春防期间进行,可燃物含水率低于30%的天数占防火期内一半以上,被火源引燃发生森林火灾的可能性极大,对于特别稀松或者紧实的可燃物床层,火源引燃概率较低,建议林区管理人员根据不同床层密实度进行管理,提高效率。
关键词：
火源 点燃概率 含水率 密实度
[期刊] 林业科学
[作者]
满子源 孙龙 胡海清 张运林
【目的】研究Rothermel林火蔓延速率预测模型及另外2种以Rothermel模型为核心的蔓延速率预测模型对南方8种典型森林地表死可燃物的适用性,为林火蔓延速率预测提供理论支撑和指导。【方法】以南方地区8种典型速率地表死可燃物为对象,根据研究对象的野外实际条件,在东北林业大学帽儿山实验林场风洞实验室内,构建不同可燃物床层含水率、载量及高度的可燃物床层,每种可燃物在平地无风条件下进行36次点烧试验,共288次点烧,记录每种可燃物类型不同配比条件下的蔓延速率。通过直接使用Rothermel模型、重新估计Rothermel模型参数、对Rothermel模型形式改进后自建模型的对比,得到最合适的预测模型。【结果】1)平地无风条件下,南方8种典型森林地表死可燃物床层最大蔓延速率为0.55 m·min~(-1),平均蔓延速率由大到小依次为:华山松、云南松、毛竹、柳杉、杉木、马尾松、麻栎及青冈栎。2)直接使用Rothermel模型预测的林火蔓延速率误差较大,平均绝对误差为0.18 m·min~(-1),平均相对误差为70.0%。3)重新估计参数后的Rothermel模型及自建模型,预测的可燃物蔓延速率精度显著提高,平均绝对误差分别为0.04、0.037 m·min~(-1),平均相对误差分别<18%、16.45%。4)重新估计参数的Rothermel模型与自建模型的预测误差的差异不显著,其中自建模型的预测值与实测值的R~2变化在0.71～0.90,平均为0.80。【结论】对南方8种典型森林的地表死可燃物类型,在平地无风条件下,重新估计参数的Rothermel模型及自建模型的预测精度相近,但自建模型可能更简单易用,可预测平地无风条件下可燃物地表火蔓延速率。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张远艳 邸雪颖 赵凤君 于宏洲 杨光
【目的】为研究森林火灾对大气环境中PM_(2.5)的贡献量,分析不同火环境下地表可燃物排放PM_(2.5)的变化特征,以期为森林火灾排放颗粒物污染提供依据。【方法】本实验以帽儿山地区红松人工林地表针叶可燃物为研究对象,铺设不同可燃物载量和可燃物含水率组合方式的可燃物床层,基于燃烧风洞实验室进行点烧实验192次,并利用崂应2050型智能空气/TSP综合采样器定量测量不同风速条件下可燃物燃烧释放烟气中细颗粒污染物(PM_(2.5))浓度。【结果】在可燃物载量、可燃物含水率和风速的共同作用下,PM_(2.5)质量浓度值有很大的变化区间,最小值为166.7μg/m3,最大值为7 516μg/m3。各因子对PM_(2.5)质量浓度的影响差异较明显,从大到小的顺序为:可燃物载量>风速>可燃物含水率。通过多因素方差分析表明,可燃物含水率与PM_(2.5)质量浓度没有明显的相关性(P>0.05),可燃物载量和风速与PM_(2.5)质量浓度相关关系显著(P<0.05),且可燃物载量与风速存在显著的交互作用(P<0.05)。以双因素模型拟合PM_(2.5)质量浓度预测模型,可燃物载量和风速共同解释77%的PM_(2.5)质量浓度变差。【结论】红松针叶燃烧对大气颗粒物污染有明显的贡献作用。PM_(2.5)质量浓度对可燃物含水率、可燃物载量和风速的响应程度存在明显差异,与可燃物载量和风速呈显著正相关,与可燃物含水率关系不明显。本研究以可燃物载量和风速为预报因子构建的PM_(2.5)质量浓度预测模型具有较高的精准度,可以为估算森林火灾排放PM_(2.5)质量浓度提供理论基础。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
耿道通 宁吉彬 李兆国 于宏洲 邸雪颖 杨光
【目的】该研究以室内模拟野外真实条件下的燃烧试验为手段,测定不同坡度和含水率条件下东北红松人工林地表可燃物蔓延速率,与基于Rothermel模型预测蔓延速率对比,并对Rothermel模型进行修正,以提高Rothermel模型预测红松人工林地表可燃物燃烧蔓延速率的适用性。【方法】以红松人工林地表可燃物为试验材料,在实验室内构建不同含水率和坡度的可燃物床层结构,平地无风条件下进行30次点烧试验,5°、10°、15°和20°条件下分别进行15次点烧试验。根据热电偶记录的温度时间数据及位置数据计算燃烧蔓延速率,在平地条件下对Rothermel模型中相关可燃物的参数进行拟合,得到最优模型,在此基础上对Rothermel模型坡度参数修正。【结果】在各试验条件下,红松人工林地表火蔓延速率最大值为0.631 m/min,最小值为0.114 m/min;直接使用Rothermel模型预测0°～20°坡度条件下红松人工林地表火燃烧蔓延速率平均绝对误差为0.059 m/min,范围为0.003～0.241 m/min,平均相对误差为27.4%,范围为2.4%～152.6%;在使用平地无风条件下点烧试验数据重新修正Rothermel模型的可燃物特征参数βop的基础上,基于5°～20°条件下点烧试验数据修正坡度参数,修正参数后的Rothermel模型平均绝对误差平均值降低了0.024 m/min,为0.035 m/min,范围为0.003～0.102 m/min,平均相对误差降低了10.4%,为17.0%,范围为1.8%～65.5%;修正参数后模型预测值与实测值的R~2为0.913 5。【结论】在0°～20°坡度条件下不能直接使用Rothermel模型对红松人工林地表可燃物燃烧蔓延速率进行预测,需要对模型中的可燃物特征参数和坡度参数进行修正,拟合参数后模型预测误差显著降低,预测精度显著提升,可以对我国0°～20°坡度条件下红松人工林地表火蔓延速率进行预测。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
班擎宇 杨辉 张恒
【目的】中蒙边境阿尔山地区易发生草原火灾，导致林草资源损失巨大。通过研究中蒙边境阿尔山地区沟塘草甸草本植物羊草的火行为参数，可为保护大兴安岭地区生态系统以及为阿尔山地区防火管理提供理论依据。【方法】以中蒙边境阿尔山地区沟塘草甸草本植物羊草为研究对象，通过外业调查，采集样品，利用燃烧床和热电偶等仪器在实验室中模拟无风条件下的燃烧试验，对羊草的蔓延速率、火焰高度、火焰温度、热辐射和阴燃热辐射等火行为参数进行分析。【结果】在实验室无风条件下，阿尔山地区沟塘草甸可燃物羊草的蔓延速率均值为0.83 m/min，蔓延速率介于0.70～0.97 m/min；火焰高度均值为28 cm，火焰高度的范围为12～45 cm；平均火焰温度为472.90℃，火焰温度在360～590℃；热辐射均值为0.94 kW/m2，热辐射在0.15～2.66 kW/m~2；阴燃热辐射均值为0.16 kW/m~2，阴燃热辐射在0.04～0.28 kW/m~2；热电偶所测温度随高度的上升而呈现下降趋势，在距离火焰0.8 m处所测温度从点燃开始到结束，温度在59.75～98.50℃，低于100℃；火焰高度和阴燃热辐射与含水率呈极显著相关（P
关键词：
中蒙边境 沟塘草甸 无风条件 火行为模拟
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
段文标 郭绮雯 陈立新 冯静 王丽霞 杜珊
【目的】探究不同大小林隙地表温度和浅层土壤温度的动态变化特征,为阔叶红松混交林苗木更新、生物多样性维持及生态环境的恢复提供理论依据。【方法】以小兴安岭阔叶红松林中林隙和小林隙为研究对象,采用网格法和十字样线法分别布设地表温度表和土壤温度表观测样点,在植物生长季测定了两个林隙的地表温度、地表最低和地表最高温度以及浅层(5、10、15和20 cm)土壤温度,采用经典统计学与地统计学对地表温度和土壤温度进行测量及时空异质性的分析。【结果】(1)地表温度和地表最高温度在生长季内(6—9月)的月变化均表现为先升后降的单峰型曲线分布,且7月达到最大值。地表温度的升温速率高于降温速率,升温幅度大,降温幅度小。(2)不同样地间地面最高温度与地面温度的变化相同,生长季内(6—9月)地面温度变化为:中林隙>小林隙>郁闭林分,最低温度变化为:中林隙<小林隙<郁闭林分。(3)各月份林隙土壤温度空间变异程度不同,6月和9月变异程度较7月和8月有所增加;随着土层深度增加,土壤温度的变异减小。(4)林隙日均地表温度和日均土壤温度均较郁闭林分高,且林隙土壤温度的最大值区域随时间出现动态变化。林隙中心地表温度和土壤温度极其日较差均高于郁闭林分。中、小林隙各土层温度差并无明显差异。(5)7月和8月土壤温度均呈较弱变异,6月和9月部分呈中等变异。【结论】地表温度和浅层土壤温度在不同月份均呈现出不同的变化趋势,生长季(6—9月)的地表温度与土壤温度恰恰是苗木更新及种子萌发的关键条件之一,本文旨在对群落演替和种群动态研究提供基础性数据。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
董莉莉 张慧东 毛沂新 魏文俊 王睿照 颜廷武 尤文忠
为揭示不同间伐强度对冠层结构、林下光环境及林下植被生长和更新的影响,以红松针阔混交林为研究对象,利用Winscanopy 2010a冠层分析仪对中度、强度间伐及对照林分的冠层结构及光学特性进行测定,同时采用典型样地调查法,对林下灌木层和草本层的更新及多样性进行调查,分析间伐后林分的冠层结构及光环境特征,运用相关分析法对冠层结构和林下植被多样性的相关性进行分析。结果表明:间伐显著改变了红松针阔混交林的冠层结构,改善了林下光环境,与对照相比,中度(38%)、强度(48%)间伐林分的叶面积指数分别为对照的65.
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李猛 段文标 陈立新 刘洋 高志强
以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,采用网格法布点,通过对生长季内林隙各样点极端地面温度的连续观测,利用经典统计学和地统计学的方法分析并揭示了林隙极端地面温度的时空分布格局。研究结果表明:林隙极端地面温度不同空间样点之间存在异质性,而且异质性的强度、尺度和空间结构组成随时间而改变,各月平均极端地面温度斑块形状复杂,最高地面温度大小顺序均为6月>7月>8月>9月,最低地面温度大小顺序为7月>8月>6月>9月,月平均地温的最大值和最小值分布位置不固定,同一月份地面最高温度的大小顺序是空旷地>林隙>郁闭林分,地面最低温度大小顺序是郁闭林分>林隙>空旷地。研究旨在为红松阔叶混交林的可持续经营提...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李艳丽 杨华 邓华锋
【目的】天然林的可持续经营是我国乃至世界林业研究的重点。本文以北京市怀柔区渤海镇三岔村蒙古栎-糠椴天然混交林为研究对象,以探究该地区蒙古栎和糠椴天然混交林的空间分布格局及其关联性为目的,为天然林的保护、管理以及抚育间伐等提供科学依据和理论参考。【方法】根据北京市怀柔区渤海镇三岔村蒙古栎-糠椴天然混交林1 hm2样地数据,采用单变量O-ring函数分析方法研究蒙古栎和糠椴的空间分布格局,采用双变量O-ring函数分析方法研究蒙古栎和糠椴的空间关联性,并统计分析其径级结构。【结果】(1)蒙古栎和糠椴的径级结构均呈倒J型分布。(2)林分整体水平、蒙古栎以及糠椴在小尺度上均呈聚集分布;随着尺度增加,聚集强度减弱,逐渐趋于随机分布。(3)蒙古栎与糠椴在小树和中树阶段小尺度上主要表现为聚集分布;随着树木的生长发育,聚集强度减弱,到大树阶段主要表现为随机分布。(4)蒙古栎和糠椴种间空间关联性主要表现为小尺度上负相关为主,随着尺度增加,逐渐趋于不相关。(5)蒙古栎不同生长阶段之间种内关联性主要表现为小尺度负相关为主,其他尺度不相关。(6)糠椴不同生长阶段之间种内关联性主要表现为小尺度正相关为主,大尺度不相关。【结论】该地区蒙古栎和糠椴天然混交林林分结构比较稳定,属于增长型种群;从天然林可持续性经营角度出发,可以进行适当的人为干扰,采用抚育间伐,使林分结构更加合理稳定。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张群 范少辉 沈海龙
针对我国东北东部山区典型地带性森林植被红松混交林的恢复与发展,已有大量的研究工作。本文综述了红松混交林中红松幼树阶段生长环境的研究进展,主要包括林分结构、光照条件、伴生树种、立地条件等几方面的因子对红松幼树生长的影响,并由此提出了进一步研究的方向。
关键词：
红松混交林 红松幼树 环境因子
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
窦艳星 侯琳 马红红 张硕新 田瑞选
为探讨抚育间伐对林地土壤活性有机碳的影响,以秦岭火地塘林区松栎混交林为研究对象,通过野外采样和室内分析,对不同间伐强度和间伐残留物移除强度下土壤活性有机碳特征进行了研究。结果表明:不同间伐强度和间伐残留物移除强度下,土壤水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量分别在42.65~86.03 mg·kg-1和91.30~510.76 mg·kg-1之间波动,占土壤总有机碳(TOC)的比例范围分别为0.20%~0.39%和0.41%~2.05%;当间伐强度为16.34%~17.05%、间伐残留物移除强为35.86%~40.69%时,土壤DOC和MBC含量在0~10 cm和10~20 cm土层...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王晓洁 张凯 肖迪 侯继华
为了探讨植物叶功能性状之间的关系以及不同功能群间叶功能性状的差异,在凉水国家级自然保护区中采集34种植物的叶片,选取叶厚度(leaf thickness,LT)、叶体积(leaf volume,LV)、叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、比叶面积(specifi c leaf area,SLA)、叶氮含量(leaf nitrogen concentration,LCN)、叶磷含量(leaf phosphorus concentration,LPC)和氮磷比(N∶P)7个指标进行测定。结果表明:Pearson相关分析显示LT与其它功能性状之间不相关,LV只表...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
蒋孟多 马映栋 蒋睿 李平英 包永平
[目的 ]林木树冠结构与密集度具有一定关联性。密度效应一直是森林经营关注的问题，本研究通过探究蒙古栎次生林林分密度与树冠结构、密集度的关系，以期深入掌握蒙古栎次生林结构特征，为蒙古栎林可持续经营提供充分的科学依据。[方法 ]于2020年8月在小陇山蒙古栎次生混交林中选取立地条件均一、不同密度的典型样地进行调查，采用最小显著性差异法、Pearson相关系数和最优结构方程模型，分析不同密度下树冠结构与密集度的关系。[结果 ]不同密度蒙古栎林中树冠体积的变异最强，其次为冠长与树冠面积，冠幅、冠长率和冠形率的变异最弱，树冠结构特征的变化趋势随林分密度的改变呈单峰型分布。随着林分密度递减，冠幅、树冠面积、树冠体积分别与胸径的相关性趋势近似于“L”型，而冠长和胸径的相关性趋势与林分密度的变化保持了一致，林分密度对冠长率、冠形率与胸径相关性的影响不大。蒙古栎林密集度处于中等密集至很密集状态，但不同密度林分内林木树冠的挤压与重叠程度有差异，其中优势树种蒙古栎、白桦、华山松和椴树起了决定性作用。蒙古栎林中林分密度对树冠结构与密集度关系的影响包含两种路径：林木竞争—树冠结构共同介导的间接影响；林木竞争—胸径—树冠结构共同介导的间接影响。[结论 ]不同密度蒙古栎林树冠结构有差异，树冠结构特征与林木胸径有关，林分密度影响了蒙古栎林树冠结构与密集度的关系。要实现蒙古栎林的可持续经营，不仅要考虑林木胸径大小，更要关注林木树冠结构特征，通过调整林分密度可优化树冠结构，改善林冠层挤压状况，以促进森林更新与增加物种多样性。
关键词：
树冠结构 密集度 林分密度 小陇山
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
谈多多 李卫忠 王庆 王广儒
【目的】研究黄龙山林区松栎混交林的树种组成及其胸径、树高分布特点,探究主要树种的空间分布格局及其关联性,为相关林区的可持续经营提供参考。【方法】2013-08,在陕西延安黄龙山林区选取典型的松栎混交林建立100m×100m的标准地,调查标准地内树木的坐标、树高、胸径等因子,划分径级和树高级,计算重要值;应用L(r)函数分析该林分主要树种在不同尺度下的分布格局,应用L12(r)函数分析不同树种在空间上的关联性;最后利用方差比率法计算总体联结系数,以此分析标准地内主要树种的总体关联性。【结果】标准地内胸径大于1cm的树种有21种,物种丰富,树木密度较大;重要值位于前4位的油松、辽东栎、白桦和茶条槭...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张文文 闫想想 王秋华 龙腾腾 李晓娜 普俊 丁宗达
【目的】明确周期性（烧除周期为1年）计划烧除条件下云南松纯林地表可燃物状态，以及这类可燃物相应的火行为特征，探究计划烧除对云南松地表可燃物火行为的影响，为合理评估计划烧除的生态意义以及林火管理与扑救提供科学依据。【方法】运用野外调查采样与实验室模拟燃烧法，并结合SPSS 23.0软件，对数据进行处理与分析，探究云南省新平县照壁山云南松纯林样地内，计划烧除林分下的可燃物种类、载量、含水率等特征对室内模拟火场温度、火焰高度、热辐射、蔓延速率、烧除率、火强度等火行为的影响。【结果】（1）云南松纯林地表可燃物主要是凋落的松针，外加少量枯落的松枝和球果以及枯死的蕨类，种类较单一且林下可燃物大多为细小可燃物。（2）2018-2020年间，云南松纯林林下地表枯死可燃物含水率的平均值分别为9.39%、8.04%、9.89%，平均载量分别为（0.937±0.303） kg/m~2、（0.926±0.253） kg/m~2、（0.669±0.248） kg/m~2。（3）实验室内模拟火行为包括：火强度为（245.95±130.51） kW/m，火焰高度（0.92±0.22） m，火场温度达（437.5±171.6）℃，热辐射（6.3±0.9） kW/m~2，蔓延速率为（1.1±0.3） m/min，可燃物点着时间为1 s，烧除率为62%左右。（4）自然状态下的云南松的死亡率约为1.33%，在2018、2020年外业调查时，计划烧除下的云南松死亡率分别为0.93%、1.27%，云南松具有一定的抗火性和耐火性。【结论】（1）周期性计划烧除下的云南松纯林：林分郁闭度较大，林下易燃植被较少，以松针凋落物和草类为主。(2)计划烧除可有效减少地表可燃物负荷量，地表可燃物的平均载量不到1 kg/m~2。防火期内，云南松林地表枯死可燃物的含水率低于10%，极易被引燃，但火焰高度在0.5～1.5 m范围内，火强度不高于750 kW/m，属于低强度地表火；火场温度高，热辐射强，火蔓延速度一般，火场可人工控制；实验室模拟烧除率高，燃烧效果好。（3）在易火生境以及对火有一定适应性的林分中，开展周期性计划烧除必要且可行。
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