江西大岗山地区森林可燃物载量与潜在火行为研究

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以江西大岗山地区11个主要植被类型为研究对象,调查立地因子和林分因子。测量地表可燃物载量,包括每个样方内的枯落物、鲜草和枯草、及1h、10h、100h和1000h的地表枯枝载量;树冠可燃物垂直分布,利用标准枝法测定树冠可燃物载量(可燃物空间密度),并采集样品。在林火实验室测定可燃物热值、抽提物、灰分和粗纤维质量分数,并进行相关分析。根据美国著名的Rothermel林火蔓延模型和Byram火强度公式,通过BehavePlus林火蔓延系统计算潜在火行为,主要包括地表火和树冠火各项火行为指标:林火蔓延速率、火强度和火焰长度。研究得出,丝栗栲林地表有效可燃物载量最高,为7.755t/hm2,桤木林地表可燃物载量最低,为1.904t/hm2。各林型地表有效可燃物载量排序为:丝栗栲林>马尾松林>常绿阔叶林>刨花楠林>柳杉林>木荷林>柏木林>水杉林>硬阔混交林>鹿角杜鹃林>桤木林。各林型树冠层可燃物平均密度相差较大,其中马尾松林树冠平均密度最大,为0.71kg/m3,水杉林树冠稀疏,平均密度为0.05kg/m3。各林型树冠可燃物平均密度排序如下:马尾松林>鹿角杜鹃林>常绿阔叶林类>柏木林>丝栗栲林>木荷林>柳杉林>硬阔混交林>桤木林>刨花楠林>水杉林。从可燃物分布情况来看,天然林普遍大于人工林,混交林普遍大于纯林。地表火蔓延速率除了与地表可燃物载量有紧密联系之外,还与风速呈正相关。在不同的林火蔓延速率条件下,火强度与火焰长度紧密相关,各林型地表火行为指标排序为:丝栗栲林>马尾松林>常绿阔叶林>刨花楠林>柳杉林>木荷林>柏木林>水杉林>硬阔混交林>鹿角杜鹃林>桤木林。树冠火水平蔓延速率随风速增加呈指数增长,树冠可燃物平均密度和含水率均是影响树冠火强度和火焰长度的重要因子。各林型树冠火行为指标排序如下:马尾松林>柏木林>鹿角杜鹃林>丝栗栲林>硬阔混交林>柳杉林>常绿阔叶林>刨花楠林>木荷林>水杉林>桤木林。将火行为指标进行系统聚类分析,可将不同林型依据可燃物火行为指标大小分为三类,马尾松林火险指标高,为第一类;柏木林、常绿阔叶林、丝栗栲林和鹿角杜鹃林共4种森林类型火行为指标中等,为第二类;其余6种森林类型为第三类。在一般情况下,天然林火行为指标大于人工林,针叶林火行为指标大于阔叶林,纯林火行为指标大于混交林,落叶阔叶林火行为指标大于常绿阔叶林,通过比较各林型潜在地表火和树冠火行为指标,对林火行为可能造成的森林危害做出讨论,并提出森林防火决策。
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