南亞熱帶典型人工林可燃物空間分布及潛在火行為研究.pdf

1、本研究以廣西南寧市典型人工林為研究對象，在對各林型內可燃物進行分類，采樣調查、室內分析和模型預測的基礎上，通過研究不同樹種、灌木、草本、凋落物和腐殖質層等可燃物在空間上的分布規(guī)律和負載量特征，探討不同林型單元內的可燃物屬性、結構和潛在林火行為特征。在對馬尾松純林、馬尾松-大葉櫟混交林和大葉櫟純林可燃物負載量空間分布與樹冠火行為關系分析的基礎上，運用可燃物空間連續(xù)性指數評估模型，對不同林型可燃物垂直連續(xù)性和水平連續(xù)性進行計算，評估了針葉林

2、和針闊混交林樹冠火發(fā)生和蔓延的可能性，提出了阻滯樹冠火轉化和蔓延的調控措施。研究得出如下主要結論:
　　(1)馬尾松純林枝葉負載量最高，松櫟混交林居中，大葉櫟純林最低;馬尾松純林灌木層可燃物負載量也高于松櫟混交林和大葉櫟純林;各類別可燃物中，冠層大枝占比最高，1000h枯枝占比最低;馬尾松純林中易燃可燃物負載量最高(16.29t/hm2)，其次是松櫟混交林(15.64 t/hm2)，大葉櫟純林最低(9.00t/hm2)，易燃可燃物

3、是關鍵的引燃物，與森林火災風險密切相關，馬尾松林潛在樹冠火風險最高，其次是松櫟混交林，大葉櫟純林極難發(fā)生樹冠火。
　　(2)采用表面積加權算法的蔓延速度（MRE=5.43％）和火焰長度(MRE=14.27％)預測效果較好，采用負載量加權算法的反應強度(MRE=4.07％)和火線強度(MRE=16.29％)預測效果較好。
　　(3)反應強度與可燃物負載量正相關，與含水率負相關;可燃物負載量、風速和坡度對于蔓延速度均有增益效果，

4、但當可燃物負載量增大到一定量（高點）后，蔓延速度不再增加，三個林型可燃物負載量的（蔓延速度限制）高點分別為30～32t/hm2、40 t/hm2和20 t/hm2;風速對于蔓延速度貢獻要大于坡度，同樣風速下，馬尾松林火蔓延速度最高，其次是松櫟混交林，大葉櫟林最低。
　　(4)基于環(huán)境因子、可燃物性質和空間位置以及林火特征，將森林燃燒等級劃為低、中、高三級，推算了不同燃燒等級下的火強度、可燃物消耗量和火焰高度。整體來看，馬尾松在各等

5、級燃燒條件下所釋放能量密度均較高，發(fā)生樹冠火后可燃物燒損量也最大，而大葉櫟純林無法形成樹冠火，僅能在0～1m區(qū)間提供適宜的地表火燃燒條件，對森林生態(tài)系統影響最小。
　　(5)基于Byram模型，根據平地無風條件下火焰燃燒狀態(tài)、可燃物分層和冠層平均枝下高，建立了可燃物垂直連續(xù)性指數和水平連續(xù)性指數及等級。應用連續(xù)性評估模型對馬尾松林和松櫟混交林的可燃物空間連續(xù)性進行了定量評估，可燃物的垂直連續(xù)性高低決定地表火能否轉化為樹冠火，而水平

6、連續(xù)性高低決定樹冠火是否能大面積蔓延。結果表明，馬尾松林可燃物整體垂直連續(xù)性指數和水平連續(xù)性指數較高，均達到了高度連續(xù)，松櫟混交林可燃物整體垂直連續(xù)性為低等級連續(xù)，其水平連續(xù)性為高等級連續(xù)。
　　(6)根據火焰高度分級和Byram模型，推導了可燃物連續(xù)性負載量閾值計算公式，分別計算了馬尾松林和松櫟混交林不同單元內0～3m區(qū)間可燃物垂直連續(xù)性負載量閾值，并以此為依據，制定了具體的可燃物調控措施，根據二次評估結果，篩選了不同林型的最佳