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《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2015,(8)
观察大兴安岭盘古地区的典型林分樟子松、白桦、兴安落叶松林的地表细小死可燃物含水率随不同季节变化的动态变化,应用气象要素回归法,分别使用无降雨数据、无降雨和有降雨混合数据及降雨数据,分春季、秋季和混合季节,建立了该地区森林地表可燃物含水率的统计预测模型,并研究了季节以及降雨对该类模型精度的影响。结果表明:季节和降雨对模型精度具有显著的影响,对于3种林型整体而言,混合模型的误差最大,可高达30%以上;秋季误差小于混合模型,大于春季预测模型;春季含水率预测模型精度最高,误差小于10%。无降雨模型预测效果最好,模型误差控制在3%以内,有降雨时段误差也可超过30%。如果采用区分季节和降雨时段建立可燃物含水率预测模型,据此做出的森林火险等级预报不会产生实质的影响,有助于提高火险等级预报的准确性。 相似文献
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【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。 相似文献
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为了探究可燃物含水率的研究方法,以利于森林火灾监测系统的完善,于2016年当地防火期内进行,通过对昆明地区6块样地可燃物含水率的监测,同时收集样地相关的气象因子数据,建立气象要素回归模型,并评估其预测精度。结果表明:在自建模型中,死可燃物的预测模型适用性更好,活可燃物其含水率变化可能并不是单一的只受客观因素的影响,其自身的生命活动也会影响到其含水率的变化,使得含水率的研究更加复杂;坡向对含水率变化的影响并不明显;而对于模型外推,通过有限的20组数据对预测模型进行验证,对于死可燃物普遍表现出不错的适用效果,证明了模型有一定的使用意义。 相似文献
4.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2016,(11)
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,使用Nelson模型预测可燃物含水率的预测精度要更好;(3)白桦林内不同层可燃物含水率的预测精度由高到低依次为:混合可燃物、腐殖质、半腐殖质和凋落物。由于试验在室内进行,尽最大可能减少可外界误差影响,因此可以作为使用直接估计法预测白桦林含水率模型误差的最低值。 相似文献
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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,气象要素回归模型和混合模型误差相似,考虑到简单方便,该地区的含水率预测可以采用气象要素回归法。含水率小于35%时,模型MAE 2.25%~4.67%,平均3.73%;MRE 11.14%~23.73%,平均18.63%。含水率35%时,模型MAE 6.34%~18.33%,平均8.63%;MRE 10.49%~18.16%,平均14.43%。在全范围含水率时,模型MAE 7.46%~16.43%,平均10.51%;MRE 18.78%~23.64%,平均20.99%。FWI指标与研究地区可燃物含水率关系密切,也可以用于含水率预测和火险预报,如果考虑全国统一的预报模型,对于该地区,FWI系统是适用的,但为提高预测的准确性,应进行进一步的修正。 相似文献
6.
准确地模拟地表可燃物含水率动态变化规律,对于预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。应用Nelson模型和Simard模型,以5种典型林型(分别为阴坡落叶松林、阴坡落叶松-白桦混交林、阴坡白桦林、阳坡樟子松林和阳坡白桦林)的地表可燃物为研究对象,分析了气象因子与地被可燃物含水率的相关性,用2015年春季防火期实测数据构建了5种不同林型的可燃物含水率预测模型,并用2016年春季防火期监测数据对预测结果进行验证。结果表明:Nelson模型得出5种林分预测结果为:阴坡落叶松林阳坡白桦林阴坡白桦落叶松林阴坡白桦林阳坡樟子松林。Simard模型得出5种林分预测结果为:阴坡落叶松林阴坡白桦林阳坡白桦林阴坡白桦落叶松林阳坡樟子松林。2种模型预测阴坡落叶松的含水率准确率均高于其他4种林分。Nelson模型给出的阴坡落叶松平均绝对误差为0.09,平均相对误差(MRE)为0.09,Simard模型给出的平均绝对误差为0.10,平均相对误差为0.10,Nelson模型略优于Simard模型。研究结果可为该区的森林防火提供快速和准确的火险预测预报,进而为有效防控森林火灾提供重要的技术支撑。 相似文献
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不同的林型下,火环境因子对林内地表可燃物的含水率的影响也不一样。按照浙江省常见的林型,在森林植被比较好的千岛湖选择常绿阔叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林为实验地,分别建立地表可燃物对空气湿度、风速、空气温度、土壤湿度的回归模型。通过验证模型,常绿阔叶林叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林下的回归模型精度分别为88.3%、85.7%、83.0%、76.0%,达到了较好的预测精度。研究结果可为今后的大面积预测森林可燃物含水率以及森林火险预警提供依据。 相似文献
8.
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(P0.05),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(P0.01),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。 相似文献
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森林可燃物含水率及其预测模型研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
森林可燃物是森林火灾发生的物质基础,其含水率的变化直接影响森林可燃物着火的难易程度。高效准确地模拟森林可燃物含水率动态变化的规律,对预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。文中从可燃物含水率的影响因子、理论算法、预测模型3个方面阐述了森林可燃物含水率及其预测模型研究进展;指出了研究存在的问题;提出了可燃物含水率研究展望:加强野外定位观测研究,优化测定方法并强化野外采样和室内试验标准化工作,加强可燃物含水率时空异质性研究,加强观测尺度外推问题研究并构建含水率遥感反演模型。 相似文献
10.
在2008年防火期2～5级火险天气条件下,在云南松纯林测定了137组林内气温(x1)、相对湿度(x2)、凋落物层表面温度(x3)、腐殖质层表面温度(x4)、凋落物层厚度(x5)、凋落物表层细小可燃物含水率(y)数据.分析表明,影响云南松林凋落物上层细小可燃物含水率的因子依次为:x3>x2>x4>x1,凋落物层厚度与含水率相关性很小.可以不参与模型的建立.用多元回归方法建立了云南松林细小可燃物含水率预测模型.新落叶的含水率对火环境因子的响应滞后是造成模型误差的主要原因. 相似文献
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《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2018,(12)
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。 相似文献
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森林地表死可燃物含水率预测模型研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业科学》2021,57(4)
林火是影响森林生态系统的重要因子之一,林火蔓延和发展深受森林可燃物含水率的影响,尤其是林火的发生直接受地表死可燃物含水率的影响。因此,准确预测森林地表死可燃物含水率是预报森林火险和火行为的关键,加强森林死可燃物含水率预测模型研究尤为重要。从森林可燃物含水率的研究方法、研究模型及模型精度3方面综述研究现状,并对比评价现有模型。针对目前研究的诸多问题,提出5点展望:1)加强研究重点火险区野外含水率动态。利用已有的森林火险因子采集站和森林火险监测站获取不同环境因子和可燃物含水率及气象因子监测数据,构建重点火险区基于气象参数的森林可燃物含水率预测模型。2)加强森林可燃物的基础数据监测和收集。这可为全面构建森林火险等级系统奠定坚实的数据基础,同时还应建立精准的森林可燃物类型划分体系。3)加强研究可燃物含水率的空间异质性。应考虑不同影响因子下可燃物含水率动态,特别是了解小尺度内森林可燃物含水率的空间异质性,才能更准确进行林火预测预报。4)结合应用增强回归树(BRT)方法来提高模型精度。在可燃物含水率模型精度影响因子的研究中,运用BRT方法多次随机抽取一定量的数据,量化分析不同因子对模型精度的影响程度。5)结合GIS进行大尺度火险预警研究。综合应用RS和GIS技术,建立可燃物含水率的遥感反演模型,在准确模拟森林可燃物含水率空间分布的基础上,建立基于可燃物含水率的不同火险等级的预测模型。 相似文献
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平衡含水率法预测死可燃物含水率的研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
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对较少.可燃物的种类、物理性质对时滞都有影响.4)现有平衡含水率法中,Catchpole等的方法因采用Nelson的半物理模型而具普适性,有良好的应用前途.5)平衡含水率法在实际预测中得到广泛应用,是美国火险等级系统和加拿大森林火险等级系统及其他类似系统中可燃物含水率预测的主要方法. 相似文献
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《林业科技情报》2016,(2)
在哈尔滨城市林业示范基地内选取蒙古栎林、胡桃楸林、白桦林三种林分设立样地并建立观测点,于2014年9月至2014年11月,对各林分地表枯落叶、1h时滞和10h时滞枯枝的可燃物含水率进行测定,同时采集空气温度、风速、空气相对湿度等气象要素。建立可燃物含水率预测模型预测可燃物含水率。结果表明:1)不同气象因子对不同可燃物影响程度不同,空气相对湿度对蒙古栎林的影响显著,风速对胡桃楸林的可燃物含水率影响大,而白桦林易受空气温度影响;2)可燃物含水率在每日变化呈现谷状,13:00~15:00达到每日最小值;3)建立的可燃物含水率预测模型,三种林分中,白桦林可燃物含水率预测模型精度最高,白桦林三种地表死可燃物类型中,10h时滞枯枝预测模型精度最高。 相似文献
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用直接估计法预测落叶松枯枝含水率的稳定性和外推误差分析 总被引：1，自引：0，他引：1
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,不仅是平均值,大的残差出现的概率也在增加。据此可对外推模型所预测的含水率进行评判,确定其误差均值和不同残差出现的可能性,以减少据此进行的火险预报和火行为预报中的不确定性。用至少4个枯枝的混合数据在一定程度上可降低外推误差,减少这种不确定性。由于所有材料和实验条件最大程度上减少了材料和环境的差异,上述结果也可被看作用模型外推预测野外可燃物含水率时可能出现的误差的下限。 相似文献
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华山松人工林凋落物层细小可燃物含水率预测模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在防火期2~5级火险天气条件下,在华山松人工林测定了153组林内气温(x1)、相对湿度(x2)、凋落物表面温度(x3)、腐殖质层表面温度(x4)、凋落物层厚度(x5)、可燃物含水率(y)数据,建立了华山松林细小可燃物含水率预测的多元线性回归模型。分析表明,影响华山松林凋落物上层易燃可燃物含水率的因子依次为:x3>x2>x4>x1。应用该模型,可以用易于获取的火环境和可燃物因子来预测可燃物的含水率,为合理开展林火预测预报、计划火烧、营林用火等提供依据。 相似文献
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