以時為步長地表細(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)展成了一個嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)問題和社會問題。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)對自然、社會、經(jīng)濟(jì)的影響,除了要有靈活快速的撲火應(yīng)對能力外,對火情的提早預(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)展成了一個嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)問題和社會問題。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)對自然、社會、經(jīng)濟(jì)的影響,除了要有靈活快速的撲火應(yīng)對能力外,對火情的提早預(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?扇嘉锖蕰r滯的研究開始于20世紀(jì)60年代,Albina等提出了時滯的概念,后由Byram改進(jìn)完善。2001年,Catchpole等對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10h時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為步長的研究相對較少,難以滿足短時間尺度的預(yù)測和科研需要。Catchpole等提出了基于時滯和平衡含水率的以時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)測模型獲得外推時的誤差,有針對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,錯漏之處在所難免,懇請廣大讀者和學(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、地理信息科學(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照分析
4.9 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)