辽河源自然保护区主要森林类型负荷量及潜在火行为研究

发布时间：2020-11-01 14:41

　　 本文以辽河源国家森林保护区主要森林类型为研究对象,通过外业调查、内业实验和统计学方法,对不同森林类型和不同层次的可燃物负荷量进行了研究,建立了树冠可燃物负荷量估测模型,分析了辽河源自然保护区主要可燃物类型负荷量及潜在火行以及不同种类可燃物的理化特征和空间分布特征,并基于美国Rothermel林火模型分析了辽河源国家森林保护区主要可燃物类型的潜在林火行为。研究结果为该保护区的森林火灾预防和扑救提供理论和技术基础。主要研究结论如下:(1)辽河源国家级自然保护区的不同森林类型的地表可燃物负荷量存在显著差异。地表可燃物负荷量较高的是山杏林地表可燃物负荷量为5.99kg/m2,油松林地表可燃物负荷量4.40kg/m2,刺槐林地表可燃物负荷量为3.69kg/m2,;地表负荷量较低的是柞树林地表可燃物负荷量为2.03kg/m2,白桦林林地表可燃物负荷量为2.04kg/m2,,栽培杨林地表可燃物负荷量为2.69 kg/m2,;处于中等的是落叶松林地表可燃物负荷量为3.72 kg/m2,和山杨林地表可燃物负荷量为3.59kg/m2。地表草本可燃物负荷量最高属山杏林为5.576 kg/m2,最低为刺槐林为2.347 kg/m2。灌木负荷量白桦林最高为0.39 kg/m2,其次为刺槐林为0.27 kg/m2,最低为栽培杨林为0.13 kg/m2。(2)针叶林的树冠可燃物负荷量较大,是树冠火发生的主要物质基础。油松树冠的可燃物负荷量整体呈现两端小,中间大的趋势,可燃物负荷量整体在5～7米高度区间段相对较为集中。在每层的可燃物负荷量组成中,枯100比例基本在各层都最大。落叶松树冠可燃物负荷量比例分布最高的是活大枝。在负荷量分布最集中的5米以上,落叶松树冠的可燃物负荷量主要以活大枝占据主要成分。落叶松可燃物负荷量整体在5～8米高度区间段相对较为集中。针叶林树冠分层情况上,树冠负荷量较低时在低层和高层都分布比较均匀,而树冠负荷量高时,其分布相对比较集中于中高层次。(3)不同树种的可燃物理化性质差异较大,影响树种的易燃性。白桦、山杨和栽培杨的加权热值较高,分别为19.138J/g,18.641J/g和18.569J/g;其次是针叶树种,油松和落叶松的热值差别不大,分别为17.698J/g和17.252J/g,属于中高水平;柞树山杏和刺槐的加权热值属最低,分别只有15.644J/g、15.718J/g和15.666J/g。可燃物加权灰分含量方面,山杏最高,为1.93%较接近2%;山杨、栽培杨、柞树和刺槐灰分含量较高,分别为1.84%,1.84%,1.79%和1.72%;其次是油松和落叶松,灰分在1%左右。白桦灰分含量最低,为0.84%。加权表面积体积比最高的是山杨和栽培杨,分别为2184.97和2072.45;其次是刺槐,为1733.87;之后是油松和落叶松,分别为1702.51和1710.15;较低的是柞树和白桦,表面积体积比分别只有1470.74和1540.65。(4)风速是影响林火行为的主要因子。在无风和平均风速条件下,八种森林类型的火焰蔓延速率、火焰高度和火焰强度,三者都将随坡度的增大而增加。三项火行为指标的变化在这两种不同风力差别下的并不大,甚至很不明显。但当在极大风速下风速将时影响火行为的主要因子。(5)坡度对林火行为的影响,在不同森林类型中有明显不同。在坡度达到预设最大值20°时,在无风条件下山杨火焰蔓延速率最快,为6m/min;栽培杨次之为4.3m/min针叶树在3m/min左右。刺槐、柞树、白桦林蔓延速率和火焰高度最小最低。分别为1.7m/min,1.23m/min和0.83m/min。在坡度达到预设最大值20°时,在无风条件下,火焰强度方面,山杏林火焰强度最大,高达1532KW/m,而针叶树林和山杨林次之,分别为902KW/m,664KW/m和737KW/m,刺槐林、栽培杨林,柞树林最低。在月平均最大风速下,火焰高度和火焰强度都将随坡度变化趋势的相关性大幅度降低。山杏林的火焰强度高,主要是由于木质因素和林分中地表可燃物载量大影响。地表枯落物层的厚度会极大降低了林火蔓延的速率。地表枯落物层薄,过火速度就快。(6)主要森林类型的地表可燃物负荷量是影响地表火强度的关键因素。针叶林方面,地表可燃物枯落物载量高的油松地表火火强度相对落叶松更高。阔叶林方面,除去个别树种,整体均林分郁闭度较高,较少受到人为生产生活影响,地表可燃物载量高,可燃物床层深,载量丰富度较低。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S762
【部分图文】：

＾?．ｉｉ）?１０?２０?３０?４０?５０?６０??基径２Ｘ枝长（ｍ３）??图４－２死标准枝载量与基径平方乘以枝长关系图??Ｆｉｇｕｒｅ?４－２?Ｄｒｙ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ａｎｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｄｉａｇｒａｍ??２６??

?４０??基径２Ｘ枝长（ｍ３）??图４－１标准枝载量与基径平方乘以枝长关系图??Ｆｉｇｕｒｅ?４－１?Ｌｉｖｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ａｎｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｄｉａｇｒａｍ??表４－６标准枝载量与基径平方乘以枝长关系方差分析表??Ｔａｂ．４－６?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ｌｉｖｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ａｎｄ?ｂｒａｎｃｈ?ｌｅｎｇｔｈ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ??ｄｉａｇｒａｍ??平方和?ｄｆ?均方?Ｆ?显著性??组间?３５．５７９?１９?Ｌ８７３?＇?＿??组内?．０００?０?．??总数?３５．５７９?１９???根据线性回归拟合并检验，可得公式??ｙ?＝?－０．００２６ｘ２?＋?０．２０８８ｘ?＋?０．９２０９??式中，＿ｙ为活枝载量，ｋｇ／ｍ２；?ｘ为基径２Ｘ枝长（ｍ３），／？２?＝?０．７３６２，拟合效果较??好，并且显著性小于０．０５，模型通过显著性检验，具有统计学意义。??７?ｖ?＝?－Ｏ．ＯＯｌｘ２?＋?０．１９８９Ｘ?－?１．３０７５??ｒ?Ｒ２?＾§Ｄ．６Ｓ０Ａ＾??，ｓ??兰?４??？?３－??＾?２?？??％?，，?，??７＾?Ｕ?／?！?Ｉ??＾?．ｉｉ）?１０?２０?３０?４０?５０?６０??基径２Ｘ枝长（ｍ

冠层可燃物垂直分布特征是影响树冠火发生和发展的重要因子。利用冠层负荷量??模型，对样地每一层的可燃物负荷量进行计算，得出两种林分类型死枝和活枝可燃物??的垂直分布特征（图４－１２和图４－１３）。从图中可以得出，油松林和落叶松林样地冠层??负荷量平均值分别为１．０５９?ｋｇ／ｍ２和１．０３８?ｋｇ／ｍ２，每一层均值分别为０．０９６ｋｇ／ｍ２和??０．０９４?ｋｇ／ｍ２；油松林的最大值和最小值分别位于５－６ｍ和大于１０ｍ处，落叶松林的最??大值和最小值分别位于６－７ｍ和大于１０ｍ处，其最大值所在的层次跟树木的冠形以及??胸径、树高等有关，故两个树种的最大值不在同一层，但可以得出冠层可燃物负荷量??随高度的增加都呈现先增加后减少的趋势，且趋势明显。??？ｇ－?１０＜ｈ＜ｌｌ?ｉｉ??９＜ｈ＜１０?■?．?■??－．运?８＜ｈ＜９??７＜ｈ＜８?ｍｍｍｍ??ｃ?．?＿＿＿?■枯?１载量??５＜ｈ＜６?■枯ｌ〇载量??４＜ｈ＜５?■枯?１００载量??３＜ｈ＜４?：?■大枝??２＜ｈ＜３?ｉ?■少技
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 田野;牛树奎;陈锋;王婕;曹萌;;火干扰后的油松林地表死可燃物负荷及影响因子[J];福建农林大学学报(自然科学版);2018年06期

2 郭利峰;牛树奎;阚振国;;北京八达岭人工油松林地表枯死可燃物负荷量研究[J];林业资源管理;2007年05期

3 陈芸芝;陈崇成;汪小钦;唐丽玉;;基于遥感的漳平市杉松林地表可燃物负荷量估测[J];地球信息科学;2007年06期

4 邓湘雯,聂绍元,文定元,潘晓杰;南方杉木人工林可燃物负荷量预测模型的研究[J];湖南林业科技;2002年01期

5 金琳;刘晓东;任本才;张永福;尚旭阳;吴璇;何中华;陈欢欢;曹萌;;十三陵林场低山林区针叶林地表可燃物负荷量及其影响因子[J];林业资源管理;2012年02期

6 刘晓东;张彦雷;金琳;张子全;刘晓双;邱林芳;;北京西山林场火烧迹地植被更新及可燃物负荷量研究[J];林业资源管理;2011年02期

7 杨光;黄乔;卢丹;邸雪颖;王海淇;;森林可燃物负荷量测定方法研究[J];森林防火;2011年02期

8 胡海清;王强;;利用林分因子估测森林地表可燃物负荷量[J];东北林业大学学报;2005年06期

9 李成杰;;宽甸地区主要林型地表可燃物负荷量初步研究[J];辽宁林业科技;2015年04期

10 袁春明,文定元;马尾松人工林可燃物负荷量和烧损量的动态预测[J];东北林业大学学报;2000年06期

相关硕士学位论文 前10条

1 王铮;辽河源自然保护区主要森林类型负荷量及潜在火行为研究[D];北京林业大学;2018年

2 李伟明;北京十三陵林场主要林分类型地表可燃物负荷量及影响因子研究[D];北京林业大学;2018年

3 杨思琪;北京西山林场主要树种燃烧性及侧柏林和油松林可燃物负荷量研究[D];北京林业大学;2017年

4 闫泳霖;五台林区4种林分类型地表可燃物负荷量及其影响因子研究[D];山西农业大学;2016年

5 周涧青;大兴安岭南部主要森林类型可燃物负荷量及其潜在地表火行为研究[D];北京林业大学;2014年

6 王强;利用遥感图像估测林下可燃物负荷量的研究[D];东北林业大学;2005年

7 李克;北京山区主要森林类型潜在火行为及扑救措施研究[D];北京林业大学;2019年

8 朱敏;北京西山林场主要林分疏伐前后潜在火行为及碳储量研究[D];北京林业大学;2015年

9 郭利峰;北京八达岭林场人工油松林燃烧性研究[D];北京林业大学;2007年

10 解国磊;山东省山区主要森林类型可燃物分布及潜在火行为研究[D];山东农业大学;2016年

本文编号：2865682