云南松针叶富含油脂,防火期含水率低,是滇中地区林火主要地表可燃物.在2020年防火期持续采集滇中地区云南松林地表可燃物含水率数据,使用相关性分析、公因子方差、膨胀系数和多重预测回归模型,探究地形、气象、林分等因子与含水率的关系,利用离差标准化法调整模型系数及完成模型精度评价.结果表明:云南松林地表可燃物含水率影响因子排序为温度＞湿度＞风速＞坡向＞郁闭度＞坡度＞海拔＞风向,坡向、林分郁闭度指标方差膨胀系数VIF＞10,存在共线性;因此选择温度、湿度、风速、坡度、海拔构建含水率预测回归模型E1,k、s、g代表云南松枯枝、松针和小灌枯枝-枯草,Yk1、Ys1、Ys1平均拟合度为74.35％,平均误差率为32.06％,误差率偏高.以强相关(r＞0.70)因子温度、湿度、风速为自变量重构含水率预测增强回归模型E2,其Yk2、Ys2、Yg2平均拟合度为83.99％,平均误差率为17.09％,其拟合度、误差率均优于E1.在E2基础上选择具有现实意义的弱相关性因子坡向、坡度、海拔、郁闭度为调整因子,并运用离差标准化法转化为系数,构建含水率预测系数校正回归模型E3,其Yk3、Ys3、Yg3平均拟合度89.72％,平均误差率为8.48％.E3精度优于E1、E2,其 Yk3、Ys3、Yg3拟合优度分别提升 9.69％、2.11％,4.84％、10.77％,8.41％、4.33％,误差率降低 15.65％、6.89％,11.24％、13.69％,18.01％、5.24％.增加校正系数可提高模型预测精度,同时模型因子易获取,便于林火管理者野外快捷、精准、实时预测滇中云南松林地表可燃物含水率,为林火防控提供技术支持.

云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据.本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中度、重度)和对照(未火烧)样地,分析不同火烧强度下地表可燃物负荷量的变化以及地表可燃物负荷量与环境因子之间的相关关系,通过乔木层、凋落物层及地表有机质层可燃物负荷量损失程度计算可燃物燃烧效率,进而计算不同组分可燃物的碳排放量.结果表明:(1)不同火烧强度下云南松林各类型地表可燃物负荷量均存在显著差异(P＜0.05),地表可燃物总负荷量具体表现为:重度火烧(50.94 t·hm-2)＞对照样地(41.08 t·hm-2)＞中度火烧(37.40 t·hm-2)＞轻度火烧(28.83 t· hm-2);(2)冗余分析结果表明,林分因子中,烧死木百分比、熏黑高度与树高的比值对灌木和草本可燃物负荷量的解释量较大;地形因子中,坡向对地表可燃物负荷量的解释量大于坡度和海拔;(3)云南松林乔木层、凋落物层、地表有机质层可燃物碳排放量在不同火烧强度样地间均存在显著差异(P＜0.05),碳排放量分别为23451.30、8322.86、5244.74 t,此次森林火灾碳排放量为37018.90 t.

森林可燃物模型可以对具有巨大变异性的可燃物进行综合描述,是建立林火模拟系统和进行林火行为预报和模拟的基础.本文从潜在林火行为的角度出发,依据可燃物的关键参数,利用系统聚类方法对可燃物分类并进行火行为预测,最终建立赣南地区标准森林可燃物模型.结果表明:坡度不变条件下,不同可燃物的蔓延速率、火焰长度随着风速的增加而上升;可燃物对坡度和风速敏感,火线强度随之增大而增加.赣南地区可建立4个标准可燃物模型,代表性植被类型分别为毛竹林(模型FL-Ⅰ)、马尾松林(模型FL-Ⅱ)、针叶(马杉)、针阔(马杉木)混交林和杉木林(模型FL-Ⅲ)以及木荷林和阔叶林(木枫)混交(模型FL-Ⅳ).不同可燃物林火行为的预测结果以及4个标准可燃物模型的地表和垂直结构特征可为林火管理提供帮助.

以世界双遗产地武夷山风景名胜区内4种森林类型地表可燃物作为研究对象,采用外业调查与内业实验相结合的方法,对比分析地表可燃物含水率(绝对含水率与熄灭含水率)特征及其与地形、林分等14个影响因子的关系.结果显示:活地表可燃物绝对含水率、熄灭含水率在4种林型间差异较小,死地表可燃物差异较大,其中毛竹林在不同林型中绝对含水率较高,熄灭含水率较低,马尾松近成熟林则相反.在灌木、草本、1小时时滞可燃物(1 hr)、10小时时滞可燃物(10 hr)中,毛竹林绝对含水率大于熄灭含水率,不易点燃;马尾松近成熟林灌木、草本绝对含水率大于熄灭含水率,1 hr和10 hr可燃物绝对含水率＜熄灭含水率,容易点燃.绝对含水率中,不同坡向毛竹林的地表可燃物无显著差异,马尾松近成熟林仅在灌木、1 hr可燃物有差异,1 hr差异表现为阴坡＞阳坡.冗余分析(RDA)结果显示,活可燃物、死可燃物受不同的环境因子影响,环境因子对死可燃物含水率的解释量高于活可燃物.本研究结论表明,不同林型地表可燃物熄灭含水率比绝对含水率稳定,为评估景区森林点燃风险与火行为模拟提供了重要理论指导.

研究选取北京西山林场刺槐林(Robinia pseudoacacia)为研究对象,通过对照组CK和处理组L、M和H(疏伐强度分别为0％,15％,35％,50％)四种处理,对疏伐后刺槐林可燃物进行调查,对不同强度疏伐刺槐林林地上部分碳储量进行计算,并利用BehavePlus林火模型对地表火行为指标进行计算,探讨不同疏伐强度对刺槐林可燃物、碳储量以及潜在火行为的影响.结果表明,(1)不同疏伐强度的刺槐林的可燃物分布中,均以0-2 m层可燃物负荷量为最大,分别为1.29 kg·m-2,1.40 kg·m-2,1.57 kg·m-2,1.89 kg·m-2,呈现出可燃物负荷量随疏伐强度加大而增加,即,H＞M＞L＞CK;随着高度的增加,可燃物负荷量主要分布冠层在5-8 m;(2)不同强度疏伐对刺槐人工林各组分的碳储量影响显著,中度疏伐更有利于刺槐林中的碳储量积累,其碳储量值最大,为17.50 t·hm-2;(4)林分火蔓延速率、火线强度、火焰高度及单位面积发热量均与疏伐强度相关,疏伐后火行为指标值大幅下降,其中高强度疏伐(H)后,林火的蔓延速率,火线强度为以及火焰强度最低.研究结果可为研究地区的森林可燃物管理以及森林可持续经营提供科学依据.

地表死可燃物含水率是火险天气和火行为预报中的重要指标.本研究基于时滞平衡含水率法(Nelson和Simard方法)及气象要素回归方法,于2010年9-10月对黑龙江省大兴安岭地区盘古林场不同郁闭度的山杨-白桦混交林、红皮云杉纯林,以及采伐迹地(原1∶1樟子松-白桦混交林)地表死可燃物含水率进行以小时为步长的连续测定,建立其预测模型,得到预测误差,并使用相应的模型对其他林分地表死可燃物含水率进行外推精度分析.结果表明:采用Nelson平衡含水率法构建的地表死可燃物含水率变化模型的平均绝对误差、平均相对误差和均方误差根(0.0154、0.104和0.0226)低于Simard法(0.0185、0.117和0.0256)和气象要素回归法(0.0222、0.150和0.0331).在外推效果方面,气象要素回归法的平均绝对误差、平均相对误差和均方误差根(0.0410、0.0300和0.0740)低于Simard法(0.610、0.492和0.846),但前两者均高于Nelson法(0.034、0.021和0.0660),说明以小时为步长的时滞平衡含水率法,尤其是Nelson法适用于大兴安岭地区所测林分.外推虽不能降低误差,但有助于提高现有模型应用至不同林分条件或大尺度范围内的地表死可燃物含水率预测精度和利用率.模型建模和外推误差与不同树种和郁闭度条件差异有关,研究时应根据不同林分和地点选择合适的平衡含水率模型.

为研究温湿度对滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞的影响,2017年4月于昆明西山公园采集云南松和滇青冈两个树种新凋落的枯枝和枯叶,利用恒温恒湿箱在室内测定了20个温湿度组合下的平衡含水率和时滞,并通过统计软件分析了平衡含水率和时滞与温湿度的关系,同时以Simard和Nelson模型为响应模型拟合了4种可燃物的平衡含水率预测模型,利用均方根误差分析比较两类模型的精准性.结果表明:滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞受温湿度的影响显著,平衡含水率和时滞均随温度的升高而减小,随湿度的增加而增大.4种可燃物拟合得出的Simard模型和Nelson模型相比较,Simard模型的拟合效果更好,更适用于滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞的预测.

以大兴安岭南瓮河国家级自然保护区落叶松-白桦混交林的阳坡和阴坡2种林分为研究对象,监测2种林分在不同防火期的地表可燃物含水率的动态变化,采用基于平衡含水率和时滞的直接估计法,分析防火期和坡向对地表可燃物含水率预测模型精度的影响.结果 显示:不同防火期林内气象因子(防火期影响)及林分郁闭度(坡向影响)不同,地表可燃物含水率变化呈现差异(P＜0.05),秋季＞春季,阳坡＞阴坡.在构建的地表可燃物含水率预测模型中,秋季防火期预测模型精度优于春季防火期预测模型精度,阳坡预测模型精度优于阴坡预测模型精度.因而,在进行森林火险预测预报时,需考虑坡向和防火期对可燃物含水率的影响,分别建立不同的预测模型,将有助于提高火险预测预报精度.

森林地表可燃物是引起森林火灾的重要因素,研究森林地表可燃物负荷量的影响因子可以为森林可燃物管理提供科学依据.本文对北京松山自然保护区油松林地表可燃物负荷量与地形、林分和地被物因子进行相关性分析和逐步回归分析,通过方差分解计算3类影响因子对可燃物负荷量变化的贡献率.结果表明: ( 1) 地表总可燃物负荷量与草本盖度呈显著负相关.地表活可燃物负荷量与海拔和灌木盖度呈显著正相关,与草本盖度呈显著负相关.地表死可燃物负荷量分别与郁闭度、林分密度和平均树高呈显著正相关,与海拔呈极显著负相关; ( 2) 多元线性回归分析表明,用海拔、郁闭度和灌木盖度3 个因子可较好地估算地表活可燃物负荷量; 地表死可燃物负荷量可用海拔和郁闭度2 个因子进行较好估算.( 3) 对地表活可燃物负荷量的解释力中,地被物因子＞林分因子＞地形因子,地被物因子与地形因子的交互作用贡献率最显著,与林分因子的交互作用贡献率次之.对地表死可燃物负荷量的解释力中,林分因子＞地形因子＞地被物因子,林分因子和地形因子的交互贡献率显著,与地被物因子的交互贡献率次之.不同类别地表可燃物的影响因子不同,在进行可燃物管理、森林防火和林分调控的过程中需有针对性.

森林可燃物是森林火灾燃烧的物质载体和必要条件.以武夷山国家公园4种森林类型中的7种林分下地表可燃物为研究对象,分析地表可燃物热值特征及其内部差异.结果表明:4种森林类型地表可燃物热值在阳坡和阴坡上多数无显著差异(P ＞ 0.05),不同龄级马尾松林活地表可燃物、阔叶林死地表可燃物和马尾松近成熟林10 h时滞可燃物(10 hr)在阳坡和阴坡存在显著差异(P＜0.05).同一森林类型下活地表可燃物和死地表可燃物之间的热值多数差异显著,同一大类地表可燃物内部差异不显著(除毛竹林外).地表可燃物在7种林分间热值存在差异,活地表可燃物(17.95-19.87 kJ/g)和死地表可燃物(18.09-20.09 kJ/g)热值较高.马尾松林不同演替阶段,10 hr无显著差异,灌木、草本和1 hr在不同演替阶段存在显著差异.马尾松幼龄林和马尾松中龄林热值高灰分低;毛竹林、马尾松成过熟林热值低灰分高.可见地表可燃物热值受地形、林分、林龄等因素的综合影响,结果可为该区域森林林火模型构建和森林可燃物精准管理提供参考.