【目的】森林不同层凋落物的含水率决定了林火垂直蔓延和地下火发生的可能性，建立不同层凋落物含水率预测模型具有重要意义。直接估计法作为目前应用最广的枯落物含水率预测方法，使用该方法预测不同层凋落物的含水率，并对其适用性进行分析，对凋落物含水率研究具有重要意义。【方法】以蒙古栎-红松混交林和白桦林下4层凋落物为研究对象，在春季防火期内以日为步长监测其水分动态变化情况，并使用直接估计法建立预测模型，分析该方法的适用性。【结果】1）蒙古栎-红松混交林和白桦林的OLn层和OLv层凋落物含水率并没有显著差异，而白桦林内OF层和OH层的凋落物含水率显著高于蒙古栎-红松混交林；2）两个林分内OLn层凋落物含水率动态变化与Olv层、OF层的含水率变化具有相关性，而与OH层不相关。OLn层和OLv层凋落物含水率动态变化与空气温度都不相关，与相对湿度、风速和降雨具有相关性，且随着距离采样时间的越长，相关性逐渐减弱；3）对于蒙古栎-红松混交林，4层凋落物不同含水率预测模型误差没有显著差异，但表层凋落物使用Nelson模型效果较好，而下层凋落物使用气象要素回归模型较好，Simard模型对于各层凋落物含水率预测均不适用。对于白桦林，气象要素回归模型预测效果优于直接估计法，但与Nelson模型都没有显著差异，随着距离表面越远，直接估计法预测凋落物含水率越不适用。【结论】在今后的研究中，应该对直接估计法中关键参数：平衡含水率和时滞等进行校正，提高直接估计法进行不同层凋落物含水率的预测精度，对凋落物含水率研究和森林火险预报具有重要意义。

【目的】森林不同层凋落物的含水率决定了林火垂直蔓延和地下火发生的可能性，建立不同层凋落物含水率预测模型具有重要意义。直接估计法作为目前应用最广的枯落物含水率预测方法，使用该方法预测不同层凋落物的含水率，并对其适用性进行分析，对凋落物含水率研究具有重要意义。【方法】以蒙古栎-红松混交林和白桦林下4层凋落物为研究对象，在春季防火期内以日为步长监测其水分动态变化情况，并使用直接估计法建立预测模型，分析该方法的适用性。【结果】1）蒙古栎-红松混交林和白桦林的OLn层和OLv层凋落物含水率并没有显著差异，而白桦林内OF层和OH层的凋落物含水率显著高于蒙古栎-红松混交林；2）两个林分内OLn层凋落物含水率动态变化与Olv层、OF层的含水率变化具有相关性，而与OH层不相关。OLn层和OLv层凋落物含水率动态变化与空气温度都不相关，与相对湿度、风速和降雨具有相关性，且随着距离采样时间的越长，相关性逐渐减弱；3）对于蒙古栎-红松混交林，4层凋落物不同含水率预测模型误差没有显著差异，但表层凋落物使用Nelson模型效果较好，而下层凋落物使用气象要素回归模型较好，Simard模型对于各层凋落物含水率预测均不适用。对于白桦林，气象要素回归模型预测效果优于直接估计法，但与Nelson模型都没有显著差异，随着距离表面越远，直接估计法预测凋落物含水率越不适用。【结论】在今后的研究中，应该对直接估计法中关键参数：平衡含水率和时滞等进行校正，提高直接估计法进行不同层凋落物含水率的预测精度，对凋落物含水率研究和森林火险预报具有重要意义。

在春季防火期内按林型内凋落物的不同空间位置的分类标准采集白桦林的地表死可燃物，并依此放入由小到大的铁丝网中，在室内进行试验，记录数据，对两种林型分别采用ＮｅｌｓｏＮ模型和ｓｉｍａｒｄ模型作为平衡含水率对温湿度响应模型，使用直接估计法对地表死可燃物的含水率结果进行了预测。结果表明：（１）基于ＮｅｌｓｏＮ模型的可燃物含水率预测误差往往小于基于ｓｉｍａｒｄ模型，一般来说基于ＮｅｌｓｏＮ模型的含水率预测效果要好于使用ｓｉｍａｒｄ模型预测含水率效果。但是，对于白桦林的腐殖质和混合可燃物则两者相差不大，预测效果都比较好，误差要求在３％以内都可以使用；（２）对于白桦林内凋落物及半腐殖质，误差要求在３％以内时．．．

通过对不同直径落叶松枯枝含水率和环境条件的室内连续观测,分别使用Nelson模型和Simard模型作为平衡含水率响应模型,估计可燃物时滞和平衡含水率响应函数,然后以参数估计值预测可燃物含水率,分析比较建模样本数和平衡含水率模型不同对参数估计和含水率预测误差的影响。结果表明:1)基于Nelson模型的直接估计法在建模样本数较大时(84个),结果稳健,预测误差小,方法是有效的。2)采用Simard模型直接估计可燃物时滞和平衡含水率时,在建模样本数较少时,其预测效果不如Nelson模型,但当建模样本数较多(超过84)时,2个模型预测效果没有显著差别。

【目的】凋落物含水率的高低，决定林火发生的可能性和火行为指标，对预测森林火险具有十分重要的意义。缩短预测步长是提高含水率预测精度的重要途径，但步长过小，则会耗费大量人力物力。因此，选择合适的步长来预测凋落物的含水率，对于研究步长对预测凋落物含水率的准确度是必不可少的。【方法】本研究以西南林区常见的阔叶树白栎和针叶树马尾松为研究对象，在森林防火期以1 h为间隔监测凋落物含水率，得到不同的步长含水率变化情况，对变化情况的影响因子进行分析，选择气象要素回归法和直接估计法建立预测模型，确定最适宜的步长预测含水率。【结果】1）监测步长低于4 h时，基本能够反映凋落物含水率日动态变化情况。2）随着采样时间延长，空气温度和相对湿度与凋落物含水率的相关性先增加后下降。白栎凋落物含水率动态变化主要受空气温湿度的影响，而马尾松凋落物含水率的变化则主要受风速的影响。3）对于气象要素回归法，两种不同类型的凋落物选择不同步长时的含水率预测精度都没有显著差异；对于直接估计法，白栎凋落物含水率以1 h为步长时预测精度显著高于其他步长，而不同步长对马尾松凋落物则没有显著影响。【结论】本研究得到的步长适用于西南林区典型凋落物含水率预测，有利于理解凋落物含水率动态变化，对构建凋落物含水率预测模型和火险预测具有重要的现实意义。

【目的】分析加拿大火险等级系统中湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率的适用性,为该地区含水率研究提供基础数据以及更好的理解湿度码在我国的适用性。【方法】以江西省南昌市茶园山林场典型林分马尾松林(MWS)、杉木林(SM)、柳杉林(LS)和毛竹林(MZ)下地表细小死可燃物为研究对象,在2018年10月23日—2019年1月20日(江西省防火期)以非破坏性采样方法对其含水率动态变化进行监测,并同步监测气象要素,利用Spearman偏相关分析地表细小死可燃物含水率动态变化与气象要素和湿度码的相关性,选择气象要素回归法和湿度码回归法建立地表细小死可燃物含水率预测模型,并进行模型外推分析,得到预测模型精度和外推能力,分析湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率的适用性。【结果】监测共进行90 d,主要得到以下结果:1)地表细小死可燃物含水率动态变化主要受相对湿度和降雨的影响,此外,马尾松还受空气温度极显著影响,柳杉和杉木含水率与风速呈极显著负相关;2)地表细小死可燃物含水率与细小可燃物湿度码、腐殖质码和干旱码都呈极显著负相关,且相关性逐渐降低;3)直接使用细小可燃物湿度码得到的含水率值与所有地表细小死可燃物含水率实测值均有极显著差异,平均绝对误差和相对误差范围分别为43.717%～80.377%和49.576%～151.698%;4)气象要素回归模型的平均绝对误差和平均相对误差范围分别为20.395%～40.765%和37.417%～59.175%,湿度码回归模型的平均绝对误差和平均相对误差范围分别为19.366%～34.372%和33.895%～47.258%,湿度码回归模型误差显著低于气象要素回归模型;5)气象要素回归模型和湿度码回归模型的外推绝对误差均值分别为50.244%和45.824%,湿度码回归模型外推能力要优于气象要素回归模型。【结论】直接使用湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率并不适用,选择回归法对其校正,虽然较气象要素回归法显著提高了预测精度,但依旧无法满足火险需要。在今后研究中,还需对湿度码中关键参数:平衡含水率和失水系数等进行校正,提高基于湿度码预测地表细小死可燃物含水率的精度。

采用Catchpole等提出的直接估计法分析实验室中3组不同直径(0.5,1.0,1.5cm)的兴安落叶松枯枝的失水过程,通过交叉验证研究所得模型的稳定性,并对模型的外推误差进行分析。结果表明:枯枝的时滞和平衡含水率参数变化很小,结果具有良好的稳定性。同一直径的不同枝条在时滞、平衡含水率参数等方面存在差异。模型外推没有改变残差的正态分布,但外推后的残差增大。非外推残差集中出现在数值较小的区间上,而外推残差在这些区间上出现的概率下降,在非外推残差没有出现的数值较大的区间上出现的概率增加。研究给出枯枝在不同含水率预测值时不同残差出现的条件概率和均值。随含水率预测值的增加,残差有增加的趋势,不仅是平...

通过对2010年春、2010年和2011年两个秋季大兴安岭地区盘古林场樟子松、兴安落叶松、白桦林分下凋落物含水率的连续观测,研究了其含水率的季节动态变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:凋落物含水率与湿度和降水有着密切的关系,特别是和前两天的空气相对湿度和降水量关系最密切,呈现明显的滞后现象,而与温度和风速的关系不密切。春季3种林分凋落物含水率与空气相对湿度具有指数性的关系,与前两日降水量呈现具有渐近线的函数关系;秋季的含水率与两者都呈线性的关系,具有一定的滞后性。本文所揭示的可燃物含水率与湿度和降水的非线性关系形式与现有的一些研究和常用的简单线性回归方程不同,采用非线性形式的春季含水率预测...

[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场4块天然云冷杉针阔混交林为研究对象,探究不同采伐强度下[重度(采伐强度21. 21%),中度(采伐强度11. 22%),轻度(采伐强度6. 29%)和对照(未采伐)]凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度的空间异质性。[方法]采用地统计学方法,对各样地凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度数据进行普通克里金插值,得到3个指标的空间分布格局图。[结果]表明:在10 100 m的尺度上,采伐使得凋落物现存量由离散型分布转变为聚集型分布,而对凋落物含水率的空间格局影响不大;所有样地的郁闭度均表现为聚集型分布,采伐一定程度上影响了其在中度采伐与重度采伐样地的空间异质性;凋落物现存量与林分郁闭度之间不存在相关性,而在对照样地,凋落物现存量与含水率存在显著的负相关,但相关程度较弱(r

亚热带针阔混交林是我国南方重要的植被类型,森林火灾发生次数多。对该植被类型的典型可燃物含水率将有助于提高火险预报的准确性。以位于该区域内的南昌市茶园山林场5种典型林分地表死可燃物为研究对象,通过对其含水率的连续观测,分析了死可燃物含水率与气象因子的关系。采用气象要素、FWI因子和两者的结果,区分不同含水率范围,分别建立的各可燃物3种预测模型。结果表明:研究地区防火期内可燃物含水率从11.8%到276.6%,只有1/4的时间低于35%,具备发生森林火灾的条件,其余的时间燃烧性都很低,平均火险不高。但最小含水率已低到10%左右,具备发生大火的潜在可能性。3种预测方法中,FWI模型误差最大,气象要素...

死可燃物含水率预报是森林火险天气预报的重要内容,准确预测死可燃物含水率是做好森林火险天气预报和火行为预报的关键。平衡含水率法预测死可燃物含水率在物理上十分可靠,若研究对象可精确描述,理论上其含水率的预测是准确的。因此,该方法是重要的可燃物含水率预测方法。本文对该方法的理论基础和应用情况进行综述。结果表明:1)平衡含水率的预测模型主要有4种,其中Simard模型、Van Wagner模型和Anderson模型都是统计模型,其应用具有一定的局限性;而Nelson模型为半物理模型,在预测可燃物含水率上的效果好,应用广。2)可燃物类型影响平衡含水率,但具体机理还没有系统研究。3)对时滞的影响因子研究相...

【目的】以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。【方法】分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm 6个土层含水量实时监测。【结果】(1)在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0～60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0～20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20～40 cm与40～60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60～120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0～20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20～40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0～20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。【结论】截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。

利用锥形量热仪对木荷、马尾松和杉木3个树种的叶子和小枝枯落物在10%、15%、20%、25%、30%5种不同含水率条件下的燃烧性进行测定,比较它们在不同含水率下的燃烧特性变化情况。不同的含水率是通过枯落物中叶子和小枝绝干后精确加水后获得的。枯叶和小枝分别选择20kW.m-2和30kW.m-2的辐射强度。结果表明:木荷落叶与小枝在含水率小于15%时着火感应时间(TTI)比马尾松和杉木叶子和小枝更短,更易燃。而含水率大于20%时木荷落叶与小枝着火感应时间比马尾松和杉木叶和小枝长,不易燃烧。木荷落叶与小枝热释放速率(HRR)和总释放热(HTR)均比马尾松和杉木的释放热量速度慢,释放热量少。表明木荷枯...

为了研究2种不同采样方法对细小可燃物含水率预测模型精度的影响,对2010年春、秋季大兴安岭地区盘古林场樟子松、兴安落叶松、白桦林分下细小可燃物含水率进行连续的观测。结果表明:春季,3种林分破坏性采样和非破坏性采样的平均绝对误差和平均相对误差差异均不显著(P>0.05),而秋季非破坏性采样的平均绝对误差和平均相对误差极显著低于破坏性采样(P<0.01),这表明2种采样方式对预测模型精度有很大的影响;春季2种采样法差异不显著,预测效果相近,而在秋季使用非破坏采样更好。此研究结果对提高我国利用气象要素回归法预测细小可燃物含水率模型精度具有重要的理论意义和实践指导价值。

在春防期和秋防期对东北地区大兴安岭盘古林场的３种典型林分：樟子松林、兴安落叶松林、白桦林下的地表细小可燃物含水率进行长时间测定。得到其预测模型，使用模型对大兴安岭现有的４种可燃物含水率预测模型进行外推分析。结果表明：这些模型外推时得到的平均绝对误差（ＭＡＥ）是自建模型的１．６～７．２倍。以１．５倍左右作为可替代的标准，则这４个模型与自建模型应具有一定的可替代性，即可用外来模型预测本地可燃物的含水率。春防期的模型预测精度高于秋防期。从外推精度的可用性来看，４个模型外推误差在绝对值上最小为３．６％，最大为１７．５％。因此，现在的这４种可燃物含水率预测模型的外推能力都不理想。模型外推误差与建模地区和．．．