森林火灾是危害森林健康的主要灾害之一,科学预测森林火灾是预防森林火灾的重要依据.以中国新旧森林火灾政策作为分界线,将内蒙古森林历史火灾数据分为四个阶段,基于增强回归树模型建立内蒙古森林火灾发生模型,预测森林火灾发生情况,解释不同时期森林火灾和火灾风险变化的差异.预测结果表明:(1)4个时期建模精度AUC均大于0.94,表明BRT模型能够较好地预测研究区森林火灾的发生;(2)气温日较差、日最小相对湿度、上一年春防累计降水量、上一年秋防累计降水量、上一年春防最高地表气温海拔、距火点最近公路距离被确定为影响内蒙古森林火灾发生的重要驱动因素.(3)新旧《森林防火条例》实施前后森林火灾风险等级变化:1981-1988年3月14日,中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔的东部,而2009-2020年中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔南部和中部、赤峰市的西南部、锡林郭勒盟和呼和浩特市的中部、乌兰察布市和包头市的南部以及鄂尔多斯市的东部.有助于了解不同时期《森林防火条例》影响下的内蒙古森林火灾的驱动因素和火险等级的变化,为优化森林火灾管理政策及预测预报工作提供科学依据.

随着气候变暖,近年来灾难性森林火灾频发,给森林资源和人们的生命财产造成重大威胁,如何降低森林火险是森林管理中需要面对的热点问题.本研究利用空间直观森林景观模型LANDIS模拟大兴安岭森林可燃物处理对林火情势的影响.根据两种火控制政策(现行灭火和不灭火)下是否进行可燃物处理,设计了 4种模拟预案,其中可燃物处理预案包含9种可燃物处理方案,对应不同的可燃物处理方法(粗可燃物物去除、计划火烧、粗可燃物去除+计划火烧)、处理频率(低、中、高)和处理面积(大、中、小).通过对火烧面积、不同强度火烧面积等进行评价,最终确定适合大兴安岭地区的森林管理方案.结果表明:长期灭火,使森林可燃物大量堆积,发生高强度火灾概率增加;在两种火控制政策下进行森林可燃物处理都可以减少高强度林火的面积,从而降低森林火险,但是,由于两种火控制政策下粗、细可燃物累积情况不同,在自然火情景下,频发的森林火灾导致细可燃物累积量少,每20年对10％的面积进行粗可燃物去除即可有效降低森林火险,但此处理方案在灭火情景下效果较差;最终确定适合于大兴安岭地区的森林管理方案为每20年对10％的面积进行一次粗可燃物去除+计划火烧处理,并继续实施灭火政策.本研究可以为大兴安岭地区的林火管理提供科学依据.

林火对人类生命财产安全和生态环境产生重要影响,编制高质量的森林火险图对预防林火的发生、指导扑救资源配置、辅助火灾扑灭和支持决策制定均有积极意义.本研究采用基于地理信息系统的多准则决策分析(MCDA)方法以及查阅文献确定影响福建省尤溪县林火发生的主要因子,每个火险因子的重要性利用网络层次分析法(ANP)确定,得出权重,次标准的权重由模糊逻辑评估,使用ArcGIS的聚合函数生成森林火灾风险图,结合卫星火点验证准确度.结果表明:尤溪县4级及以上火险等级区域占比大,中部和北部林火发生风险较高,该县整体火险情况严峻;模糊ANP模型的准确性较高,达85.8％.引入新的MCDA方法有效地提高了小尺度范围森林火险制图的准确度,可为早期林火预警、扑灭资源规划和分配工作提供依据.

林火是生态系统重要干扰因子,对生态系统结构和功能有重要影响.本研究基于2005-2017年黑龙江和江西两省卫星火点数据并采用Mann-Kendall检验和滑动t检验的方法分析林火时空及火险期变化.结果表明:两省全年林火年际变化呈现先上升后下降的趋势;黑龙江省突变年份在2011年前后;江西省突变年份在2016年前后;江西省法定火险期设定较黑龙江省更加合理;黑龙江省林火主要发生在春秋两季,春季林火发生期有向早春偏移的趋势,秋季林火发生期向夏季偏移并延长,春、夏和秋三季突变年份分别为2010年、2014年和2011年,冬季无突变年份;江西省林火主要发生在冬季,林火发生期有向冬季偏移并缩短的趋势,春、夏、秋、冬四季突变年份分别为2010年、2015年、2014年和2016年前后;两省林火密度呈相反的递增趋势;黑龙江省林火密度由东南向西北呈递增趋势,集中于黑河市和大兴安岭地区;江西省林火密度由东北向西南呈递增趋势,集中于赣州市和吉安市;两省各地区林火次数整体均呈下降趋势;其中黑龙江省大庆市、佳木斯市和大兴安岭地区林火次数下降趋势显著;黑龙江省法定火险期伊春市和鸡西市林火次数呈上升趋势.本研究揭示了中国南北方林火的时空变化及南北两省火险期的偏移现象,为揭示林火对区域环境的影响和林火管理提供数据支持.

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.

ENSO事件影响中国的气候和森林火险天气,研究ENSO事件对中国各植被区火险天气的影响对于提高森林火险预报准确性有科学和实践意义.利用1951-2016年中国地面国际交换站气候资料的日值数据集(V3.0)数据计算每日的森林火险天气指数(FWI),根据MODIS过火区产品计算各植被区2001-2016年的森林过火面积,分别按事件情景(弱、中、强和超强厄尔尼诺事件以及弱、中和强拉尼娜事件)统计各植被区对应的火险期气温、降水、FWI和过火面积.结果 表明:1950-2016年,共发生19次厄尔尼诺事件和14次拉尼娜事件.受强或超强厄尔尼诺事件影响,西北地区春季火险期的日均最高气温明显升高,而中温带半干旱草原区春季火险期的日均最高气温在中厄尔尼诺年显著降低.厄尔尼诺年,南方和西南林区火险期的降水量一般会增加,中、低强度的拉尼娜事件会减少大部分区域的火险期降水量,但强拉尼娜事件导致大部分林区火险期的降水量增加.弱厄尔尼诺事件导致南方林区FWI降低;强或超强厄尔尼诺事件导致南方和西南林区的FWI有所降低,而北方林区的FWI有所升高.ENSO事件对各植被区FWI的影响存在显著的空间差异性.2001-2016年,当火险期的季节火险严重程度(SSR)显著变化时,暖温带湿润/半湿润地区落叶阔叶林区、中北亚热带湿润地区阔叶林区和热带南亚热带湿润地区阔叶林区的过火面积与SSR的变化一致,其他区域的过火面积受ENSO事件的影响不明显.

野火对松属植物的进化和分布有重要的影响.在与野火长期抗争中,松属植物形成了一系列性状提高在易火生境中的适合度,维持种群生存与繁衍.西南地区是中国野火高发区,作为这一地区特有松树,云南松、思茅松和高山松具有一些典型的火适应性状,如厚树皮.以这3种松树和东部常见的马尾松为研究对象,比较4种松树的火适应对策.结果表明:4种松树的火适应性状存在一定的差异.与火适应相关的13项性状主成分分析显示,4个种在空间上总体是分离的,也表现出一些重叠.其中云南松火适应生活史对策是火耐受型和火依赖型的中间类型,适应会发生林冠火的生境.高山松、思茅松和马尾松都是火耐受型,通过快速高生长、厚树皮等性状适应生境不同频度的地表火.四种松树火适应对策与分布区火险基本相符.表明野火在这一区域广泛存在,并对植物进化和森林格局有重要影响.野火在西南地区松属分布和种群维持中的生态作用应被给予足够重视.