川西南地区主要针叶林可燃物空间分布及潜在火行为

发布时间：2017-12-26 05:08

  本文关键词：川西南地区主要针叶林可燃物空间分布及潜在火行为　出处：《北京林业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 可燃物负荷量 可燃物密度 空间分布 环境因子 潜在火行为

【摘要】：森林火灾作为森林生态系统中一个重要的自然干扰因子,对森林景观格局、植被物种组成和森林健康有决定性的影响。根据燃烧的不同位置,森林火灾可分为地下火、地表火和树冠火,但是通常情况下,他们不是独立存在的,而是随着梯状可燃物的存在而相互转变。地形因子、气象因子和森林可燃物是影响森林火灾发生和蔓延的主要因素,其中,森林可燃物不仅是森林火灾发生的物质基础,也是发生森林火灾的首要条件,森林可燃物比其他任何因素都重要,而且是唯一可以调控的影响因素。同时,不同的可燃物复合体由不同可燃物种类组成,具有不同的燃烧特性,进而导致不同的森林火灾火行为特征。随着全球气候持续变暖、极端气候频繁出现、火险逐渐增加,开展可燃物空间分布及其林火行为的研究对保护川西南森林资源和构建抵御森林火灾的安全格局具有重要的意义。本文以四川省西南部主要针叶林的研究对象,通过探讨了不同层次(乔木层、灌木层、草本层和地表层)可燃物特征和空间分布规律；运用数量生态学分析方法(CCA)分析了不同森林类型、地表可燃物负荷量及冠层可燃物密度的环境影响因子；通过BehavePlus林火蔓延系统模拟了不同森林类型在不同空间层次、不同燃烧条件下的潜火行为特征；研究了不同燃烧条件下川西南森林火灾的扑救措施和有效性。主要得出以下结论：(1)川西南地区主要针叶林可燃物的负荷量、连续性和密度存在明显差异。铁杉林内地表可燃物负荷量最大,为2.34 kg.m-2,但水平连续性较差；侧柏林内地表可燃物负荷量最小,为0.23 kg.m-2,但水平连续性较好。冠层可燃物密度从小到大的是：油杉林、铁杉林、云南松-侧柏林、云南松-油杉林、云南松林、侧柏林。可燃物垂直连续最好的是云南松-侧柏林,最差的是云南松林。(2)环境因子和林分特征对森林可燃物的空间分布有明显影响。地表可燃物负荷量的影响因子主要有坡位、林龄、树高、郁闭度、海拔、冠幅和枝下高；冠层易燃可燃物的主要影响因子是林龄、胸径、冠幅和树高；冠层可燃可燃物则主要受到郁闭度、坡位、树高、胸径、海拔和坡向的影响;冠层较难燃可燃物的影响因子是坡向、林龄、坡位、郁闭度和树高；冠层难燃可燃物的主要影响因子是树高、海拔、郁闭度、胸径、坡向和林龄。这些因子相互作用,共同控制和影响着可燃物的空间分布格局。(3)在低燃烧条件下,各个林型均只发生低强度、低蔓延速度的地表火,单位面积地表释放能量属铁杉林最大,为90000 kJ.m-2,其次是云南松-侧柏林,为45000kJ.m-2,其余林型均为22500 kJ.m-2。中燃烧条件下,除了云南松林发生高速蔓延的地表火之外,其余林型均发生高速蔓延的间歇性树冠火,发生树冠火的大小顺序为：铁杉林、云南松-侧柏林、油杉林、云南松-油杉林、侧柏林；单位面积地表释放能量属铁杉林和云南松-侧柏林最大,为180000 kJ.m-2,其余林型为45000 kJ.m-2和22500kJ.m-2。高燃烧条件下,除了云南松林发生中等强度的地表火以外,其余林型均发生高强度、高蔓延的树冠火,转化为稳进树冠火的大小顺序为：铁杉林、云南松-侧柏林、油杉林、云南松-油杉林、侧柏林。单位面积地表释放能量最大的林型有铁杉林、油杉林和云南松-侧柏林,为180000 kJ.m-2,其次是云南松-油杉林,为90000 kJ.rm-2,其余林型均为45000 kJ.m-2。(4)在不同林火行为等级条件下不同林火扑救措施的有效性差异很大,要依据不同林火行为特征采用相应的林火扑救措施。随着燃烧等级的增加,蔓延速度和地表释放能量也越来越大。当地表火焰长度小于1 m时,可以使用人工自制工具进行扑救；当地表火火焰长度在1-2 m之间时,可以进行专业工具(如推土机、泵车、飞机和阻燃剂等)扑救；当火焰长度超过2-3 m时,森林火灾可能会失去控制,这时候应该以人身安全为主；当火焰长度超过3 m时候,火灾已经失去控制,应全员撤离至安全区。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S762.1

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本文编号：1335928