內(nèi)蒙古是我國(guó)草地資源非常豐富的地區(qū),也是草原火易發(fā)、多發(fā)地區(qū),年均草原火面積居全國(guó)之首。草原火是草原生態(tài)系統(tǒng)中不可避免的干擾因子,如果草原火失去控制形成災(zāi)害就會(huì)造成嚴(yán)重的損失。草原火的燃燒和蔓延機(jī)理直接關(guān)系到草原火預(yù)測(cè)預(yù)警、草原火生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及管理等政策的制定與實(shí)施。
《內(nèi)蒙古草原火行為及其模擬研究》有以下幾個(gè)特點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)。①以野外調(diào)查為基礎(chǔ),獲取了內(nèi)蒙古草原火多發(fā)的草甸草原和典型草原地區(qū)的70種主要草原可燃物。應(yīng)用錐形量熱儀進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn),獲取可燃物的10個(gè)燃燒參數(shù)。通過統(tǒng)計(jì)方法中的聚類分析和主成分分析等方法對(duì)草地類型進(jìn)行了可燃物燃燒難易程度低、中、高定級(jí),為模型模擬提供參數(shù)支撐。②結(jié)合遙感與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)內(nèi)蒙古草原火以及可燃物量時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示內(nèi)蒙古草原火的年動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)。內(nèi)蒙古草原火主要集中在春季,秋季的9月和10月也為草原火多發(fā)期?臻g分布上,內(nèi)蒙古草原火主要分布在呼倫貝爾、錫林郭勒兩大草原以及阿爾山西部的草原地區(qū)。③通過大量野外調(diào)查與采樣,結(jié)合室內(nèi)控制燃燒實(shí)驗(yàn),測(cè)定并計(jì)算了內(nèi)蒙古草原火碳排放計(jì)量參數(shù)和單位質(zhì)量可燃物的碳釋放量,分析了內(nèi)蒙古草原火碳排放的時(shí)空分布格局及變化規(guī)律。碳排放量有稍稍下降的趨勢(shì)?臻g上,碳排放呈現(xiàn)出內(nèi)蒙古東中部為高碳排放區(qū),向西部遞減為低排放區(qū),整體呈由東向西遞減的趨勢(shì),邊境地區(qū)排放量尤為集中。④基于王正非原始模型,利用野外調(diào)查與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,輔以遙感技術(shù)將王正非火速模型進(jìn)行了修正,重要針對(duì)可燃物配置格局系數(shù)和風(fēng)速更正兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化和修正,使部分模型參數(shù)本地化。根據(jù)改進(jìn)的王正非火速模型模擬值與衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)改進(jìn)參數(shù)模型模擬結(jié)果精度具有一定可靠性。⑤基于改進(jìn)后的王正非草原火蔓延模型,在模型中引入元胞自動(dòng)機(jī)(CellularAutomaton,CA),利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建草原火蔓延CA-王正非模型,實(shí)現(xiàn)了草原火場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模擬。此外,基于模型模擬的4個(gè)時(shí)段的過火面積和監(jiān)測(cè)的實(shí)際燃燒的過火面積的重疊部分占監(jiān)測(cè)的實(shí)際燃燒面積的87.49%。CA與GIS結(jié)合的模型具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
內(nèi)蒙古是我國(guó)草地資源最豐富的地區(qū),也是草原火易發(fā)、多發(fā)地區(qū),年均草原火面積居全國(guó)之首。草原火是草原生態(tài)系統(tǒng)中不可避免的干擾因子,如果草原火失去控制形成災(zāi)害就會(huì)造成嚴(yán)重的損失。草原火的燃燒和蔓延機(jī)理直接關(guān)系到草原火預(yù)測(cè)預(yù)警、草原火生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及管理等政策的制定與實(shí)施。
《內(nèi)蒙古草原火行為及其模擬研究》有以下幾個(gè)特點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)。①以野外調(diào)查為基礎(chǔ),獲取了內(nèi)蒙古草原火多發(fā)的草甸草原和典型草原地區(qū)的70種主要草原可燃物。應(yīng)用錐形量熱儀進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn),獲取可燃物的10個(gè)燃燒參數(shù)。通過統(tǒng)計(jì)方法中的聚類分析和主成分分析等方法對(duì)草地類型進(jìn)行了可燃物燃燒難易程度低、中、高定級(jí),為模型模擬提供參數(shù)支撐。②結(jié)合遙感與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)內(nèi)蒙古草原火以及可燃物量時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示內(nèi)蒙古草原火的年動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)。內(nèi)蒙古草原火主要集中在春季,秋季的9月和10月也為草原火多發(fā)期?臻g分布上,內(nèi)蒙古草原火主要分布在呼倫貝爾、錫林郭勒兩大草原以及阿爾山西部的草原地區(qū)。③通過大量野外調(diào)查與采樣,結(jié)合室內(nèi)控制燃燒實(shí)驗(yàn),測(cè)定并計(jì)算了內(nèi)蒙古草原火碳排放計(jì)量參數(shù)和單位質(zhì)量可燃物的碳釋放量,分析了內(nèi)蒙古草原火碳排放的時(shí)空分布格局及變化規(guī)律。碳排放量有稍稍下降的趨勢(shì)?臻g上,碳排放呈現(xiàn)出內(nèi)蒙古東中部為高碳排放區(qū),向西部遞減為低排放區(qū),整體呈由東向西遞減的趨勢(shì),邊境地區(qū)排放量尤為集中。④基于王正非原始模型,利用野外調(diào)查與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,輔以遙感技術(shù)將王正非火速模型進(jìn)行了修正,重要針對(duì)可燃物配置格局系數(shù)和風(fēng)速更正兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化和修正,使部分模型參數(shù)本地化。根據(jù)改進(jìn)的王正非火速模型模擬值與衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)改進(jìn)參數(shù)模型模擬結(jié)果精度具有一定可靠性。⑤基于改進(jìn)后的王正非草原火蔓延模型,在模型中引入元胞自動(dòng)機(jī)(Cellular Automaton,CA),利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建草原火蔓延CA-王正非模型,實(shí)現(xiàn)了草原火場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模擬。此外,基于模型模擬的4個(gè)時(shí)段的過火面積和監(jiān)測(cè)的實(shí)際燃燒的過火面積的重疊部分占監(jiān)測(cè)的實(shí)際燃燒面積的87.49%。CA與GIS結(jié)合的模型具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
本書可為相關(guān)行業(yè)科研、教學(xué)與生產(chǎn)單位的廣大讀者提供參考。由于作者水平有限,不足之處懇請(qǐng)讀者、同行及專家批評(píng)指正!
第一章 緒論
第一節(jié) 研究背景
第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
一、可燃物燃燒特性研究
二、基于遙感的草原可燃物載量估算
三、草原火碳排放研究
四、草原火行為研究
第三節(jié) 研究意義和目的
一、研究意義
二、研究目的
第四節(jié) 研究?jī)?nèi)容
一、可燃物燃燒特性分析
二、內(nèi)蒙古草原地上可燃物載量時(shí)空規(guī)律分析
三、內(nèi)蒙古草原火碳排放估算及時(shí)空規(guī)律分析
四、草原火行為分析
五、基于CA的草原火蔓延模擬研究
第五節(jié) 研究方法、技術(shù)路線和創(chuàng)新點(diǎn)
一、研究方法
二、技術(shù)路線
三、創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理
第一節(jié) 研究區(qū)概況
一、地理位置
二、地形地貌
三、土壤
四、水資源
五、草地類型
六、植物資源
七、光能
八、降水
九、風(fēng)能
第二節(jié) 數(shù)據(jù)來源與簡(jiǎn)介
一、土地覆被數(shù)據(jù)
二、歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)
三、草原火點(diǎn)數(shù)據(jù)
四、Himawari-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)
五、歷史統(tǒng)計(jì)資料
六、野外樣點(diǎn)采集
……
第三章 草原可燃物燃燒特性分析
第四章 可燃物量和草原火的時(shí)空特征
第五章 內(nèi)蒙古草原火碳排放估算
第六章 草原火行為模型與分析
第七章 基于CA和GIS的草原火蔓延模擬研究
第八章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)