以時(shí)為步長地表細(xì)小可燃物含水率預(yù)測方法研究:以大興安嶺為例
定 價(jià):68 元
- 作者:于宏洲 著
- 出版時(shí)間:2020/6/1
- ISBN:9787511647207
- 出 版 社:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社
- 中圖法分類:S762.2
- 頁碼:109
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
森林火災(zāi)作為發(fā)生頻率高的自然災(zāi)害,始終伴隨著人類生產(chǎn)生活長期存在。隨著全球氣候的日益變化,森林火災(zāi)的影響不只停留在生態(tài)問題上,更慢慢地發(fā)展成了一個(gè)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)問題和社會(huì)問題。我國地域廣闊,森林覆蓋率快速上升,森林火災(zāi)情況也更為復(fù)雜。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)林資源也快速增多,城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和森林城市建設(shè)使我們離森林更近,林火發(fā)生概率大幅增加,我國未來也將進(jìn)入森林火災(zāi)多發(fā)期。想要減少森林火災(zāi)對(duì)自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的影響,除了要有靈活快速的撲火應(yīng)對(duì)能力外,對(duì)火情的提早預(yù)警也極其重要。
本研究以地表細(xì)小可燃物燃燒難易程度的含水率預(yù)測為研究內(nèi)容,采用大興安嶺地區(qū)6種典型地表細(xì)小可燃物為研究對(duì)象,使用直接估計(jì)法的3種模型來計(jì)算確定平衡含水率模型,并分析其預(yù)測精度和外推精度,以期對(duì)森林火災(zāi)預(yù)防和森林資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。適于森林防火相關(guān)科研人員參考使用。
森林火災(zāi)作為發(fā)生頻率最高的自然災(zāi)害,始終伴隨著人類生產(chǎn)生活長期存在。隨著全球氣候的日益變化,森林火災(zāi)的影響不只停留在生態(tài)問題上,更慢慢地發(fā)展成了一個(gè)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)問題和社會(huì)問題。我國地域廣闊,森林覆蓋率快速上升,森林火災(zāi)情況也更為復(fù)雜。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)林資源也快速增多,城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和森林城市建設(shè)使我們離森林更近,林火發(fā)生概率大幅增加,我國未來也將進(jìn)入森林火災(zāi)多發(fā)期。想要減少森林火災(zāi)對(duì)自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的影響,除了要有靈活快速的撲火應(yīng)對(duì)能力外,對(duì)火情的提早預(yù)警也極其重要。
實(shí)踐證明,森林大火通常是在特殊天氣和特殊環(huán)境的共同作用下發(fā)生的,所以森林火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(bào)的關(guān)鍵就在于對(duì)氣象要素的預(yù)報(bào)和環(huán)境要素的準(zhǔn)確掌握,而它們作用于森林火災(zāi)的關(guān)鍵點(diǎn)則是可燃物的含水率。因此,在森林火災(zāi)的防控預(yù)警活動(dòng)中,可燃物含水率的準(zhǔn)確預(yù)測起著至關(guān)重要的作用。
林內(nèi)地表細(xì)小死可燃物主要由枯枝落葉等組成。地表死可燃物含水率(簡稱可燃物含水率)可直接影響死可燃物著火難易程度,因而有效地預(yù)測可燃物含水率對(duì)林火發(fā)生的預(yù)測有很大影響,是森林火險(xiǎn)天氣預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容,也是做好林火行為預(yù)報(bào)的關(guān)鍵。可燃物含水率時(shí)滯的研究開始于20世紀(jì)60年代,Albina等提出了時(shí)滯的概念,后由Byram改進(jìn)完善。2001年,Catchpole等對(duì)可燃物含水率直接估計(jì)法進(jìn)行了相關(guān)研究。2006年,Tudela 等對(duì)10h時(shí)滯可燃物的含水率進(jìn)行研究。之后的研究都是圍繞這些理論開展。目前,有兩種途徑可提高可燃物含水率的預(yù)測精度:一是縮短預(yù)測時(shí)間步長,早期由于受觀測條件限制,用于可燃物含水率預(yù)測研究的氣象數(shù)據(jù)主要以10h至1d為步長,而以1h為步長的研究相對(duì)較少,難以滿足短時(shí)間尺度的預(yù)測和科研需要。Catchpole等提出了基于時(shí)滯和平衡含水率的以時(shí)為步長的可燃物含水率直接估計(jì)法,包含廣泛使用的Nelson和Simard兩種方法,可直接從野外數(shù)據(jù)預(yù)測可燃物含水率,建立的模型精度高于傳統(tǒng)的氣象要素回歸法,誤差可控制在1.5%以下。理論上,該方法適用于加拿大地區(qū)及同屬中國北方森林的黑龍江省大興安嶺地區(qū)森林地表細(xì)小可燃物含水率預(yù)測。在實(shí)際操作中,我國學(xué)者使用該方法在野外條件下預(yù)測了白樺(Betula platyphylla)和興安落葉松(Larix gmelinii)純林可燃物的含水率變化,但是應(yīng)用于更多林分類型,以證明其適用性還需更多的實(shí)驗(yàn)佐證。二是建立全面的各種林分類型和立地條件的預(yù)測模型。但在實(shí)際研究中,建立所有模型的工作量巨大,一般是根據(jù)已建立的林分或立地條件的預(yù)測模型獲得外推時(shí)的誤差,有針對(duì)性地選擇能夠代表其他林分或立地條件的模型,以減少模型數(shù)量。即使這種情況無法有效地削減誤差,但仍能根據(jù)預(yù)測結(jié)果的置信區(qū)間,對(duì)預(yù)測結(jié)果作出正確解釋。金森等在實(shí)驗(yàn)室研究了興安落葉松枯枝的含水率模型外推能力,證明研究前景廣闊。但是應(yīng)用于更多林分類型,以探討其穩(wěn)定性還需更多的實(shí)驗(yàn)證明。因此,本研究以地表細(xì)小可燃物燃燒難易程度的含水率預(yù)測為研究內(nèi)容,采用大興安嶺地區(qū)6種典型地表細(xì)小可燃物為研究對(duì)象,使用直接估計(jì)法的3種模型來計(jì)算確定最優(yōu)的平衡含水率模型,并分析其預(yù)測精度和外推精度,以期對(duì)森林火災(zāi)預(yù)防和森林資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。適于森林防火相關(guān)科研人員參考使用。
在本書撰寫過程中,得到了東北林業(yè)大學(xué)森林防火學(xué)科、森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)經(jīng)營教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所師生們的鼎力相助,謹(jǐn)以此書出版之際,感謝所有對(duì)本書完成給予支持和幫助的人們。
本書的撰寫得到了“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題(2017YFD0600106-2)、國家自然科學(xué)基金(31700575)、中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(2572019CP10)的資助。
本書內(nèi)容雖經(jīng)精心編寫,但因成書過程匆促和作者水平所限,錯(cuò)漏之處在所難免,懇請(qǐng)廣大讀者和學(xué)者不吝賜教。
于宏洲,男,中共黨員,理學(xué)博士。主要研究方向?yàn)樯植菰鸸芾怼⒌乩硇畔⒖茖W(xué)等。2011年赴美國加州林火實(shí)驗(yàn)室交流訪問,2013年于東北林業(yè)大學(xué)生態(tài)學(xué)專業(yè)獲得博士學(xué)位,2014年于東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院任教師,2016年于中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所博士后入站工作。主持國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目1項(xiàng),參與國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、“十二五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)專項(xiàng)、國家林業(yè)局“948”項(xiàng)目等10余項(xiàng);在國內(nèi)外科技期刊上發(fā)表論文20余篇,出版著作1部;授權(quán)國家發(fā)明專利5項(xiàng)、實(shí)用新型專利10余項(xiàng)、軟件著作權(quán)10余項(xiàng);參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3 研究的目的與意義
1.4 研究內(nèi)容
1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
1.6 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況
2.1 植被
2.2 氣候
2.3 地形地貌
2.4 森林火災(zāi)情況
3 研究方法
3.1 引言
3.2 樣地野外觀測
3.3 數(shù)據(jù)處理與分析
3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)果與分析
4.1 引言
4.2 落葉松林含水率預(yù)測與外推結(jié)果分析
4.3 白樺林含水率預(yù)測與外推結(jié)果分析
4.4 樟子松林含水率預(yù)測結(jié)果分析
4.5 楊樺林含水率預(yù)測結(jié)果分析
4.6 紅皮云杉林含水率預(yù)測結(jié)果分析
4.7 采伐跡地含水率預(yù)測結(jié)果分析
4.8 樟子松林、楊樺林、紅皮云杉林及采伐跡地綜合對(duì)照分析
4.9 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)