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1.
目的福建三明地区属于森林火灾多发地区, 森林火险等级较高, 森林火灾在燃烧过程中释放大量可吸入颗粒物(PM2.5), 不仅对大气环境造成污染, 还会对人类的身体健康造成不良影响, 因此, 研究福建三明地区森林火灾PM2.5排放量具有重要意义。方法本文基于福建省三明市2000—2011年森林火灾数据, 采用蓄积量-生物量模型计算林火过程消耗生物量, 其中, 森林损失蓄积量和过火面积数据由当地防火部门提供。运用排放因子法计算得出PM2.5排放量, 各林型PM2.5排放因子由历年文献统计得出。针对福建三明地区4种主要林型:马尾松林、杉木林、阔叶混交林和针阔混交林对森林火灾中PM2.5排放量分别进行估算, 为该地区森林火灾污染物排放研究提供依据。结果结果表明, 福建三明地区2000—2011年间森林火灾PM2.5估算总排放量为458.789~2958.339t。其中杉木林燃烧PM2.5排放量估算为217.117~1072.489t, 阔叶混交林, 马尾松林, 针阔混交林PM2.5估算排放量分别为94.123~903.154t、93.379~478.634t、54.169~504.063t。结论综合分析, 按不同森林火灾等级分析, 由于重大火灾和较大火灾发生次数较多, PM2.5排放主要集中在重大火灾和较大火灾; 按不同森林类型分析, PM2.5排放主要集中在杉木林和阔叶混交林两种林型, 杉木林和阔叶混交林由于其地上生物量相对丰富, 且易发生森林火灾, 是今后重点抚育管理对象, 相关部门应在防火期到来之前做好修枝抚育间伐工作。   相似文献   

2.
北京市十三陵林场油松林地表火行为模拟   总被引:3,自引:3,他引:0  
目的油松林是华北地区典型针叶林分,易发生森林火灾。通过对油松林地表火行为模拟研究可以为森林可燃物管理,林火预防及扑救提供科学依据。方法本研究以北京市十三陵林场油松林为研究对象,通过野外调查地表枯死可燃物(1、10、100 h时滞)和灌层可燃物,记录林分因子(第1枝下高、树高、林龄和胸径)和环境因子(坡度、坡向和海拔)。结合内业实验测可燃物含水率和热值,利用火行为模拟软件BehavePlus5.0,对1 h时滞可燃物设定不同含水率和风速值,模拟所研究林分地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度以及单位面积发热量4个重要的火行为指标。结果1、10、100 h时滞和灌层可燃物占总可燃物载量比分别为78%、5%、4%和13%。基于实测可燃物载量和含水率,油松林地表火蔓延速度平均值为2.1 m/min,火线强度平均值为270 kW/m,火焰高度平均值为0.95 m单位面积发热量平均值为7 139 kJ/m2。油松林1 h时滞可燃物载量显著高于10 h时滞和灌层可燃物载量。在1 h时滞可燃物含水率为6%,风速为40 km/h的强风和干旱天气条件下,油松林地表火蔓延速度平均值为15.1 m/min,火线强度平均值为3 278.5 kW/m,火焰高度平均值为3.1 m,单位面积发热量平均值为12 337.5 kJ/m2。结论油松林内1 h时滞细小可燃物载量高于其他类型可燃物载量。地表火蔓延速度慢,火强度低,火焰高度低于第一枝下高,在正常天气条件下容易被扑灭。模拟结果表明油松林在低含水率的条件下,风速会显著增加地表火蔓延速度,难以人为扑灭,需清理地表可燃物,降低火险。   相似文献   

3.
帽儿山地区典型地表可燃物含水率动态变化及预测模型   总被引:1,自引:1,他引:0  
目的可燃物含水率预测是林火预报研究的重要内容,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率在一定程度影响了林火垂直蔓延的持续性及地下火发生的可能性,含水率变化主要是受天气状态和地形特征的影响,而我国关于半腐殖质和腐殖质含水率动态变化及其预测模型的研究较少,分析红松蒙古栎针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质3层可燃物含水率的动态变化,对建立我国林火预报系统有指导作用。方法本研究对帽儿山地区红松蒙古栎典型针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率进行每日监测,同步监测林分内气象数据,统计分析气象要素和3层可燃物含水率的相关性,选择气象要素回归法建立3层可燃物类型的含水率预测模型。结果在整个监测期内,地表细小可燃物含水率波动最大,最小值为10.99%,最大值为253.30%;半腐殖质次之,最小值为19.21%,最大值为238.07%;腐殖质含水率最稳定,最小值为48.45%,最大值为193.83%,波动最小。地表可燃物含水率变化对气象因子的响应最敏感,多与当日或前一日气象因子相关,半腐殖质次之,腐殖质含水率仅与空气温度相关;建立3种可燃物含水率气象要素回归预测模型,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质的含水率预测模型平均绝对误差和平均相对误差分别为22.2%、23.5%、17.1%和7.1%、14.8%和23.4%,以MRE为15%为界限,细小可燃物和半腐殖质含水率预测模型精度均能达到林火预报精度,腐殖质含水率预测模型精度较差。结论综合分析可得,3层可燃物在防火期内有被引燃,进而发展为森林火灾的可能,在今后的林火预报工作中,还应该注意地下可燃物,包括半腐殖质和腐殖质含水率的预报。   相似文献   

4.
目的森林可燃物含水率对林火的发生蔓延,尤其是对森林火灾火行为影响重大,可燃物含水率预测模型在预报火灾和预测林火行为方面作用显著。方法对北京地区8种常见森林树种防火期内可燃物含水率连续测定,分析不同树种不同种类可燃物含水率与当期和前期气象因子间的关系。选择影响程度较大的当期和前期气象因子为自变量建立可燃物含水率的预测模型,并在此基础上定量分析可燃物含水率的日变化和整个防火期内的变化规律。结果不同树种可燃物含水率存在显著差异,8个树种平均可燃物含水率由大到小依次为:栓皮栎 > 槲栎 > 榆树 > 刺槐 > 五角枫 > 侧柏 > 油松 > 落叶松。不同种类可燃物含水率存在显著差异,可燃物含水率总体上表现为阔叶树大于针叶树,枯叶和枯枝1 hr大于枯枝10 hr和100 hr。枯叶和枯枝1 hr主要受当期气象因子影响,而枯枝10 hr和100 hr主要受前期气象因子影响。所建立的32个线性预测模型各检验指标显示模型拟合效果好。可燃物含水率日变化表现为夜间高白天低,夜间稳定白天变幅大,06:00—08:00达到最大值,而后急剧下降,12:00—14:00左右达到全天最低值。防火期内,可燃物含水率呈现出先上升后下降趋势,11月可燃物含水率较低,但在缓慢增加,12月至次年1月含水率较高,而3月初至4月底可燃物含水率保持很低状态。结论不同种类不同类型可燃物含水率预测模型精度较高,可为防火工作提供理论支撑,可以实践运用。北京地区3月份和日内中午时间干燥多风,温度较高,可燃物含水率达到很低的状态,森林火险等级较高,应加强管理。   相似文献   

5.
北京4个常见树种空气颗粒物滞留能力研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以北京市4个常见绿化树种为研究对象,采用水洗称重法研究各树种对PM>10(粒径>10 μm的颗粒物)、PM2.5~10(粒径>2.5 μm且≤10 μm的颗粒物)和PM2.5(粒径≤2.5 μm的颗粒物)的滞留能力,并采用扫描电镜对各树种叶片表面特征进行观测。结果表明,各树种颗粒物滞留能力为油松>侧柏>核桃>银杏,针叶树种的颗粒物滞留能力较强;对于PM>10和PM2.5~10粒径范围较大的颗粒物而言,道路边叶片的滞留量明显高于距离路边较远的叶片,对于PM2.5,道路边和植物园内叶片的颗粒物滞留量变化并不显著;与蜡质层和角质层的形态相比,气孔的分布对叶片颗粒物滞留能力的影响更大。  相似文献   

6.
森林燃烧主要排放物研究进展   总被引:6,自引:5,他引:1  
林火是森林生态系统重要的干扰因子,森林燃烧时产生大量排放物,严重影响生态环境,危害人体健康。开展森林燃烧主要排放物及其影响因素研究,对科学制定林火管理措施具有重要意义。本文基于国内外森林燃烧主要排放物方面的研究文献,针对4种森林燃烧主要排放物(含碳气体、含氮气体、PM2.5和气溶胶等)的研究内容、排放影响因素、排放量估算参数(火灾面积、可燃物载量、可燃物含碳率、燃烧效率、排放比和排放因子等)等方面进行综述。旨在介绍该领域的研究现状,存在的问题及发展趋势,以期为我国开展森林火灾排放物的定量研究提供参考。   相似文献   

7.
研究不同配置的森林植被对PM2.5的吸附,从而为城市不同环境条件下,降低空气中的PM2.5质量浓度,改善空气环境质量,寻求适宜的森林植被配植方法。本研究通过监测选定的针叶混、针阔混、针叶纯林、阔叶混、阔叶纯林和乔灌混6种配置模式的森林植被吸附PM2.5量,分析同配置模式下空气PM2.5质量浓度日变化,研究不同配置模式的植物对PM2.5的吸附特征。研究结果表明,不同配置模式下空气PM2.5质量浓度日均值最大的为针叶混,针叶混和乔灌混次之,最小的为阔叶纯林;不同配置模式森林植被在5~10月中,PM2.5单位叶面积吸附量大小排序为针叶混(0.744μg·cm-2)>乔灌混(0.709μg·cm-2)>针叶纯林(0.625μg·cm-2)>针阔混(0.53μg·cm-2)>阔叶混(0.483μg·cm-2)&g...  相似文献   

8.
夏季3种生境森林内空气颗粒物变化特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究不同生境类型城市森林内空气颗粒物的变化特征及其影响因素,为休闲保健型城市森林的营造提供理论依据。于2015年夏季对深圳园山山麓(SL)、河谷(HG)和山脊(SJ)3种典型生境类型城市森林内的空气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5、PM1)进行昼夜24h监测,并同步观测气象因子,分析3种森林内颗粒物质量浓度的变化规律及影响因素。结果表明:1)深圳园山3种生境城市森林内TSP、PM10质量浓度日均值都达到二类环境功能区质量要求,其中HG、SJ的TSP质量浓度甚至达到一类环境功能区质量要求(120μg/m3);PM2.5质量浓度日均值都达到一类环境功能区质量要求(35μg/m3)。2)不同生境林地内各粒径颗粒物质量浓度存在差异,4种粒径颗粒物日均质量浓度在SJ均为最低(分别为85.51、58.82、14.29、5.13μg/m3);TSP、PM10质量浓度在SL最高(分别为162.19、95.39μg/m3);PM2.5、PM1质量浓度在HG最高(分别为21.76、8.29μg/m3)。3)3种林地内4种粒径颗粒物质量浓度总体表现为白天低、夜间高的特点,高峰出现在01:00—07:00,低谷出现于11:00—15:00。4)3种林地间相对湿度、风速、气压等气象因子存在差异;林内4种粒径颗粒物质量浓度与温度、风速表现为显著负相关,与相对湿度呈显著正相关,颗粒物质量浓度变化受多种气象因子共同影响。基于上述研究认为,深圳园山3种生境类型城市森林均为人们提供了一个相对健康的森林游憩环境,人们在11:00—15:00进行森林游憩最为适宜。   相似文献   

9.
在新疆天山中部典型林区内,选择乔木树种天山云杉、山柳、山杨、天山花楸和灌木树种方枝柏、宽刺蔷薇、山楂、黑果小檗、忍冬等标准木各3~5株,分别取其鲜枝、叶、皮、枯落物,测定其自然含水率及脂肪含量,分析了可燃物载量与林分因子之间的关系.结果表明:(1)山柳的可燃物含水率最高,方枝柏的可燃物含水率最低,其含水率的大小依次是天山山柳>山杨>天山云杉>忍冬>山楂>宽刺蔷薇>黑果小檗>天山花楸>方枝柏;(2)天山花楸、方枝柏、天山云杉的脂肪抽提物含量相对较高,山柳、山杨的可燃物脂肪抽提物含量较低,其抽提物的大小依次是方枝柏>天山花楸>天山云杉>山楂>黑果小檗>忍冬>宽刺蔷薇>山杨>天山山柳;(3)可燃物载量受到林分因子的影响,森林火灾类型与可燃物载量的关系十分密切.总的来说,方枝柏和天山花楸的易燃性较强,山柳和山杨的易燃性较差,可燃物载量越大越容易引起火灾,这为今后在新疆天山中部林区森林火险预报、减少森林资源的损失,提高林火管理水平等方面提供重要依据,对天山中部林区森林可燃物管理和火灾预防扑救工作具有一定指导意义.  相似文献   

10.
选取广州市光大花园二期居住区为研究对象,分析居住区内5个植物群落的植物组成及气象因子对空气中细颗粒物(PM2.5)浓度分布的影响。结果表明:居住区内空气PM2.5浓度都在优良范围内,且一天中出现3个峰值。以乔灌草为主的复层结构,且郁闭度在75%~85%的植物群落对PM2.5浓度影响明显。PM2.5浓度与温度和风速均呈负相关关系。随相对湿度增加,PM2.5浓度先增加,但当相对湿度在65%以上时,PM2.5浓度又呈现下降的趋势。  相似文献   

11.
冯万富    申明海    单燕祥    沈新志  张建设    李月凤   《西北林学院学报》2022,37(3):37-44
利用鸡公山林区环境空气质量监测站2019年监测数据,对PM2.5污染及与气象因子在全年时尺度上的变化和关系进行系统的研究分析。结果表明:1) 林区PM2.5年均质量浓度为34.48 μg·m-3。2)降水对PM2.5污染具有显著的去除作用。3)全年PM2.5时均质量浓度与对应的气温、气压、空气湿度和风速4个气象因子间存在极显著的多元线性回归关系,且单气象因子对PM2.5时均质量浓度值的影响均达到极显著水平(P<0.01)。4) 在时尺度上,各单气象因子与PM2.5质量浓度间的回归模型精度较低。为此,采取各单气象因子的等值点、小梯度递增与对应的PM2.5质量浓度值域一并平均后再回归,显著提高了两者间的回归精度,更适于通过单气象因子估算PM2.5质量浓度。研究结果揭示了林区PM2.5污染特征,可为区域大气污染联防联治和景区森林旅游资源开发提供参考。  相似文献   

12.
以红松人工林的针叶为材料,在实验室内,根据之前平地无风研究的试验设计,构建不同载量、高度和含水率的可燃物床层。在各层级风速条件下,共进行100次平地点烧试验。结果表明,风速在0.9~4.6 m/s时,红松针叶床层的火强度风因子为1.769~6.708。床层压缩比、含水率对预测结果影响显著,床层载量与床层高度对预测结果影响不大。  相似文献   

13.
以黑龙江省帽儿山地区典型森林类型兴安落叶松林地表可燃物为研究对象,分析不同可燃物含水率、可燃物载量、风速和坡度与火蔓延速度之间的关系,共进行4(可燃物载量)×4(可燃物含水率)×3(风速)×3(坡度)=144组点烧试验,并建立适用于兴安落叶松针叶林的火蔓延模型。结果表明:在试验设定范围内,可燃物床层在火蔓延过程中80%为阴燃,火蔓延速度在75%区间内不超过6 m·h^-1,最大值为93.02 m·h^-1、最小值为0.41 m·h^-1;可燃物载量对火蔓延速度影响不显著,3个显著变量对火蔓延速度的影响由大到小的顺序为:风速、可燃物含水率、坡度;4个因子交互作用对火蔓延速度的相对贡献为:可燃物含水率×坡度×风速27.73%、风速17.22%、可燃物含水率×坡度×风速×载量13.01%、可燃物含水率×风速11.01%、坡度×风速9.21%;火蔓延速度预测模型的标准估计误差值为8.56,验证误差值为12.93。因此,在森林火行为预报工作中,应注意可燃物的特征、所处的地理位置及其环境因素。  相似文献   

14.
将武汉市洪山区巡司河风情公园作为典型道旁绿化带,通过在其中4种结构绿地(草坪、疏林、密林、广场)内设置监测点,监测分析不同结构绿地内PM2.5和PM10质量浓度日变化规律,以揭示不同结构道旁绿地对空气细微颗粒物的消减作用及其影响因素。结果表明:1)PM2.5和PM10浓度日变化趋势一致,呈现“单峰单谷”型,其质量浓度在9:00达到最高值,随后开始下降,至15:00达到最低值,之后一直呈上升趋势;2)4种绿地对粉尘颗粒物的消减作用存在明显差异,PM2.5和PM10的消减率大小排序一致,表现为密林>疏林>草坪>广场,表明郁闭度高的多复层结构的植物配置模式对空气颗粒污染物的消减作用明显优于单层结构;3)在空间变化上,PM2.5和PM10质量浓度的消减率在一定范围内随绿化带宽度的增加而升高,当宽度在15~25 m时,能较好地消减空气中的细微颗粒物浓度;4)4种结构绿地内PM2.5和PM10的质量浓度受环境因素的影响,均与温度呈显著负相关(P<0.01),与相对湿度呈显著正相关(P<0.01),与风速和车流量的相关性不显著。  相似文献   

15.
  目的  分析细颗粒物(PM2.5)的动态变化格局及城市道路林对其的阻滞作用,并进一步探索何种配置的林带所发挥的防尘抑霾效果最佳。  方法  选取了3种结构共12种配置模式的城市道路林,首先分析了林带内外PM2.5的日动态、年际动态和水平空间的变化规律;然后通过减尘率评价不同模式林带对PM2.5的阻滞作用;最后通过减尘率和小气候因子进行Pearson相关性分析,探讨影响植被减尘率的可能因素。  结果  PM2.5日动态变化呈早晚高中间低的趋势,峰值出现在8:00和18:00,10:00和14:00最低;年动态规律表现为冬季最高,其次是秋季和春季,夏季最低。PM2.5在林带内水平空间中的变化规律因季节不同而有所差异,春夏季节,林缘至林内呈逐渐递减趋势;秋冬季节,林缘至林内25 m处呈递增趋势,在25~30 m处下降且低于林外林缘处。对PM2.5减尘率最高的是乔灌草结构,其次是针阔混交乔木结构,单排乔木结构的减尘率最低;春夏季,12种道路林对PM2.5阻滞率为正值,秋冬季只有A5(针阔混交乔木)、B1~B3(单排乔木)和C2、C3(乔灌草)为正值,其余均为负值。小气候因子与PM2.5关系存在季节差异,PM2.5浓度在春秋冬季与风速呈显著负相关(P<0.05),春夏季与温度呈显著正相关(P<0.05),秋冬季与相对湿度呈正相关(P<0.05);林地PM2.5阻滞率在秋季和温度呈显著正相关(P<0.05),在秋冬季和相对湿度呈显著正相关(P<0.05),林地阻滞率和风速相关性不显著。  结论  在城市道路林建设中合理增加林带宽度及加大常绿针叶乔木和灌草的比例对于降低PM2.5质量浓度效果显著。图5表6参32  相似文献   

16.
  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/m2、(0.926 ± 0.253) kg/m2、(0.669 ± 0.248) kg/m2。(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/m2,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/m2。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。   相似文献   

17.
  目的  地表火是最常见的林火类型,直接影响植被更新和生态系统的养分配置与循环。反映林火行为的常见指标有火蔓延速度、单位面积发热量、火强度和火焰高度。根据实际林分和立地条件进行火行为模拟,可以揭示林火发生条件,并有效判断树冠火发生的可能性,为林火的预防和扑救决策工作提供科学依据。  方法  选取北京市门头沟典型林分(刺槐林、油松林、侧柏林)为调查对象,每个林分设置5块样地,共计15块样地。通过野外调查获取可燃物载量(灌木可燃物、草本可燃物、1时滞可燃物、10时滞可燃物、100时滞可燃物)、林分因子(第一活枝下高、第一死枝下高、树高、胸径、郁闭度)和立地因子(海拔、坡度、坡向、坡位)数据,使用BehavePlus6软件,基于气象参数和可燃物参数,模拟不同燃烧条件下不同林分类型的火行为指标,分别为地表火蔓延速度、单位面积发热量、火线强度和火焰长度;使用R语言进行主成分分析,根据贡献率探讨林分因子、立地因子和可燃物因子对火行为的潜在影响。  结果  侧柏林、刺槐林和油松林的可燃物总载量分别为15.35、17.59、15.28 t/hm2,其中易燃可燃物载量(即上层枯叶、易燃草本、1 时滞可燃物)分别是4.55、4.41、6.18 t/hm2,分别占林分总可燃物载量的29.6%、25.1%、40.4%。防火期内门头沟区的平均风速为2.2 m/s(7.9 km/h),地表火蔓延速度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林,速度分别达11.5、11.1、8.0 m/min。单位面积发热量油松林 > 侧柏林 > 刺槐林,分别为23 091、21 155、18 413 kJ/m2;火强度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林,分别为4 426、3 882、2 468 kW/m;油松林火焰高度变化范围分别是0.89 ~ 3.40 m、1.34 ~ 2.91 m、1.78 ~ 3.88 m,同等条件下火焰高度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林;8级大风天气下(风速17.9 m/s,64.4 km/h),地表火行为的模拟结果会略有改变,侧柏林的火蔓延速度更快、火强度更高,油松林、刺槐林次之。根据主成分分析的因子贡献度,分别得出影响3种林分火行为的主成分,侧柏林、刺槐林与油松林的第1与第2主成分分别为可燃物构成(可燃物载量及影响其分布的地形因素)与林分因子、可燃物构成与可燃物含水率、林分因子与可燃物含水率。  结论  (1)易燃可燃物载量是影响林分火行为的关键因子。(2)可燃物含水率对火行为指标的数值起决定作用,可燃物含水率的临界值影响林火发生类型。可燃物湿润时无论风速大小,林地难以起火;可燃物干燥时处于易燃状态,大风天气时容易发生蔓延快、强度高的地表火。(3)可燃物连续性是决定地表火发展成为树冠火的关键因素,火焰高度大于第一活/死枝下高,极有可能从地表火发展成为树冠火,扑救难度极大。建议需定期修枝割灌,清理林下可燃物,降低火险。   相似文献   

18.
  目的  研究冠层可燃物特征和树冠火发生条件,模拟潜在火行为特征,对于森林可燃物管理及树冠火有效防控均具有重要意义。  方法  本文以北京市八达岭林场油松林为研究对象,利用破坏性取样方法,选择具有代表性的18株油松样木进行采伐,自第一活枝高始,以1 m为一个层次对油松林冠层由下而上进行划分,不足1 m的按照1 m层次划分,并按照冠层可燃物枝条径阶大小(针叶;大枝直径 ≥ 0.64 cm;小枝直径 < 0.64 cm)调查冠层总可燃物生物量,结合样地面积和油松林平均冠长,计算样地平均冠层可燃物负荷量(CFL)和冠层容积密度(CBD)。基于林分因子,建立与林分结构参数(胸径、第一活枝高、冠长、树高、冠幅)的多元回归模型;根据冠层可燃物负荷量模型可估算样地平均冠层容积密度,结合研究区防火期内月平均最大风速和地表可燃物负荷量,在3种细小可燃物含水率条件下(6%、10%、14%),利用van Wagner和Cruz的树冠火蔓延模型,预测油松林树冠火的发生,利用Byram模型计算冠层潜在火行为特征(如火线强度和火焰高度)。  结果  (1)油松林平均冠层可燃物负荷量为4.54 t/hm2,冠层容积密度为0.21 kg/m3,可燃物负荷量分布呈现由下而上逐层递减的趋势。林冠底层(0 ~ 1 m)可燃物占冠层总可燃物比例最大,为54.03%,大枝在林冠底层分布比例较大且快速逐层递减,针叶在各层次均有较大比例分布。(2)基于林分因子建立的冠层可燃物负荷量非线性模型具有较高的拟合度,其中胸径和第一活枝高与冠层可燃物负荷量呈极显著相关(P < 0.01),在不破坏林木的情况下,根据林分易测因子可较好地估测油松林冠层可燃物负荷量。(3)在低燃烧条件下,除4月份外油松林发生间歇型树冠火的概率均低于0.5;在中度燃烧条件下,春季(3—5月份)风速较大,均存在发生连续型树冠火的可能;在极端干燥的高燃烧条件下,2—5月连续型树冠火的潜在火行为指标较高,4月份发生的连续型树冠火,表现出最高的潜在火行为指标,蔓延速度为46 m/min,火线强度为8 062 kW/m,火焰高度为15 m。  结论  冠层可燃物是影响林火发生的重要因素,胸径和第一活枝高为冠层可燃物负荷量的主要影响因子。通过破坏性取样直接获得冠层可燃物实测数据,所构建的冠层可燃物负荷量估测模型具有较高精度。风速、冠层容积密度和细小可燃物含水率与树冠火的发生和蔓延关系密切,油松林春季存在的树冠火发生隐患较大,大风和极端干燥气候条件下易发生高强度树冠火,通过营林抚育措施(抚育间伐,修枝)可有效降低可燃物密度,增大活枝高,以降低树冠火发生概率及危害程度。   相似文献   

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