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林火阻隔带和阻隔体系研究进展
1
作者 闫凯达 赵凤君 +6 位作者 司莉青 舒立福 王明玉 李伟克 韩冬 李笑笑 周暖阳 《林业科学》 北大核心 2025年第1期197-208,共12页
气候变化和人类活动的加剧导致全球范围内林火频发的严重形势,对森林生态系统构成重要威胁。为有效防范和减缓林火蔓延,科学构建林火阻隔带和阻隔体系至关重要。首先,本研究阐述生物防火林带的阻火机理,包括树种选择、结构设计和火环境... 气候变化和人类活动的加剧导致全球范围内林火频发的严重形势,对森林生态系统构成重要威胁。为有效防范和减缓林火蔓延,科学构建林火阻隔带和阻隔体系至关重要。首先,本研究阐述生物防火林带的阻火机理,包括树种选择、结构设计和火环境调控等方面,并探讨防火林带的选址、宽度设计、树种配置和空间布局等关键因素。其次,综述工程阻隔带的类型、作用及可燃物清理方法,并重点分析林区道路的规划与设计。再次,回顾阻隔带阻火效果的关键影响因素,并评估其潜在有效性,同时进一步分析不同评估方法的适用性和局限性。最后,从个5个方面对未来研究方向进行展望:生物防火林带多层复合设计;工程阻隔带多元化规划布局;绿色高效低成本的阻隔带可燃物管理技术;生物防火林带阻火效果评估技术;阻隔带最佳宽度和密度阈值确定方法。 展开更多
关键词 林火阻隔带 林火阻隔体系 生物防火林带 工程阻隔带 可燃物管理 阻隔带效果评估
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雷击火发生预报的研究进展 被引量：1
2
作者 彭玉娴 田晓瑞 +2 位作者 李思薇 司莉青 王明玉 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第2期65-70,共6页
雷击火是最主要的自然火,也是全球植被过火面积的主要形成因子。闪电成因比较复杂,因此很难准确预测闪电和雷击火发生。随着对闪电监测能力的提高,雷击火发生预报在林火管理中逐渐得到应用。雷击火发生预报一般采用统计回归模型或机器... 雷击火是最主要的自然火,也是全球植被过火面积的主要形成因子。闪电成因比较复杂,因此很难准确预测闪电和雷击火发生。随着对闪电监测能力的提高,雷击火发生预报在林火管理中逐渐得到应用。雷击火发生预报一般采用统计回归模型或机器学习方法,包括逻辑回归模型、随机森林模型、广义线性模型等。从雷击火的主要因子、闪电特征和预报方法3个方面总结相关研究进展,重点综述雷击火的驱动因子和发生预报方法。结合当前雷击火预报技术中存在的问题,总结了未来的研究方向。今后需要针对不同生态区的可燃物特征和雷击火发生特点,发展满足不同管理需求的雷击火发生预测模型,提高雷击火发生的预测能力。 展开更多
关键词 雷击火 驱动因子 预测模型 闪电特征
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新时期我国森林火灾管理的问题及对策
3
作者 李伟克 赵凤君 +2 位作者 司莉青 王明玉 舒立福 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第5期38-45,共8页
森林火灾是世界上最常见的自然灾害之一,全球每年大火烧毁森林达数百万公顷。受气候变化影响,森林火灾发生模式正在迅速改变,许多地区火灾发生频率、严重程度以及火灾季节的持续时间都在增加。建国以来,我国共发生森林火灾80余万次,受... 森林火灾是世界上最常见的自然灾害之一,全球每年大火烧毁森林达数百万公顷。受气候变化影响,森林火灾发生模式正在迅速改变,许多地区火灾发生频率、严重程度以及火灾季节的持续时间都在增加。建国以来,我国共发生森林火灾80余万次,受害森林总面积将近4000万hm^(2),近年来我国也发生多起重特大森林火灾伤亡案例,引发社会广泛关注。随着最新一轮党和国家机构改革的不断深入以及迈入“十四五”新时期,我国森林防灭火工作发生了新变化,出现了新的亟须解决的关键问题。具体表现在:气候复杂多变,火灾发生危险性增加;森林资源增长,森林整体燃烧性升高;火源组成复杂,火源管控能力较低;基础设施薄弱,防灭火力量严重不足;经费预算不足,防扑火投入仍需加强等。应通过加强政策引领、研发生态调控技术、加强人为火源管理和雷击火灾防控、增加经费投入等,更好地适应我国森林火灾管理的新形势和解决存在的问题,制定科学的防控措施和应对方案,综合提升我国森林火灾管理能力。 展开更多
关键词 新时期 森林火灾 火灾形势 火灾防控 火灾管理
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2000-2022年阿尔泰山林区雷击火时空分布特征
4
作者 李威 王明玉 +4 位作者 舒立福 王文栋 李伟克 司莉青 赵凤君 《林业科学》 北大核心 2025年第4期169-179,共11页
【目的】分析阿尔泰山林区2000—2022年雷击火时空分布动态,探究雷击火活动规律,为当地雷击火预测与防控提供参考。【方法】基于2000—2022年新疆阿尔泰山林区雷击火历史资料,分析雷击火时间分布特征与动态,结合研究区数字高程模型,利用... 【目的】分析阿尔泰山林区2000—2022年雷击火时空分布动态,探究雷击火活动规律,为当地雷击火预测与防控提供参考。【方法】基于2000—2022年新疆阿尔泰山林区雷击火历史资料,分析雷击火时间分布特征与动态,结合研究区数字高程模型,利用ArcGIS软件提取对应雷击火点的空间信息并分析其空间分布特征与动态。【结果】2000—2022年新疆阿尔泰山林区雷击火年际动态以2012年为节点,2012年后雷击火活跃年份较2012年前增多,非活跃年份减少;活跃年份的雷击火数量和雷击火活跃时间更多,非活跃年份的雷击火数量和雷击火活跃时间更少;阿尔泰山林区雷击火最早发生在4月,最晚发生在9月,集中在6—8月(95%),7月雷击火数量和过火面积最多,8月扑救费用和出动人员数量最多;哈巴河的雷击火数量和出动人员数量最多,阿勒泰的过火面积最大,布尔津的扑救费用最多;雷击火数量在海拔上的分布接近正态,以1800~2000 m最多,1400~1600 m的扑救费用和出动人员数量最多;坡地的雷击火数量更多、扑救难度更大,造成的过火面积也更大,超过50%的雷击火分布于0°~20°坡度范围,扑救费用在70°~0°坡度范围最多;东坡的雷击火数量和出动人员数量最多,东南坡的过火面积和扑救费用最多。【结论】2012年后雷击火明显更加活跃,具体表现为较2012年前雷击火活跃年份增多,平均雷击火活跃期延长,而雷击火非活跃年份虽然在2012年后有所减少,但其平均雷击火活跃期明显缩短,总体上雷击火活跃程度的年际间波动性更强。阿尔泰山林区雷击火在特定的经纬度、海拔、坡度、坡向上表现出聚集性,且在2012年后明显更多地分布于48.4°-48.7°N、86.5°-87°E范围内,总体表现出从较低海拔向较高海拔、从较高坡度向较低坡度迁移的趋势,并更倾向集中于东坡。 展开更多
关键词 阿尔泰山林区 雷击火 时空分布 动态特征
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全国重点林区闪电时空变化特征
5
作者 司莉青 李威 +6 位作者 王明玉 舒立福 苑尚博 李伟克 张慧 史一凡 周暖阳 《林业科学》 北大核心 2025年第3期50-62,共13页
【目的】明确全国范围内重点林区的闪电时空变化特征,以提高雷击火预测的准确性。【方法】基于全国2023年甚低频/低频(very low frequency/low frequency,VLF/LF)三维闪电监测数据,分析全国7个重点林区(四川凉山林区、黑龙江大兴安岭林... 【目的】明确全国范围内重点林区的闪电时空变化特征,以提高雷击火预测的准确性。【方法】基于全国2023年甚低频/低频(very low frequency/low frequency,VLF/LF)三维闪电监测数据,分析全国7个重点林区(四川凉山林区、黑龙江大兴安岭林区、内蒙古大兴安岭林区、河北塞罕坝林区、新疆阿尔泰林区、北京市、福建武夷山国家公园)的闪电(云闪、云地闪、负闪、正闪)数量、电流、云闪高度以及时空分布规律。【结果】1)四川凉山林区闪电次数最多,其次为黑龙江大兴安岭林区和内蒙古大兴安岭林区,河北塞罕坝林区最少。各地区的负闪占比均远高于正闪。四川凉山林区的总闪密度和云地闪密度最多,分别达到9.12和5.03次·km^(−2)a^(−1);新疆阿尔泰林区的总闪密度和与云地闪密度最少,分别只有0.16和0.11次·km^(−2)a^(−1)。2)北京市、黑龙江大兴安岭林区和内蒙古大兴安岭林区正闪的电流分布范围更集中,绝大多数集中在0~40 kA,累计占总闪次数的比例分别为93.91%、91.50%和87.83%,而其他4个地区则分布范围较广,尤其是新疆阿尔泰林区。3)黑龙江大兴安岭林区和内蒙古大兴安岭林区、北京市、四川凉山林区的云闪高度集中在16000 m以下,新疆阿尔泰林区、河北塞罕坝林区和福建武夷山国家公园的云闪高度集中在22000 m以下,在1250 m高度处云闪的比例在各林区均最高。4)不同地区的闪电数量最大值出现在不同的月份,黑龙江大兴安岭林区、内蒙古大兴安岭林区、北京市和福建武夷山国家公园出现在7月,新疆阿尔泰林区和河北塞罕坝林区出现在8月,而四川凉山林区出现在9月。黑龙江大兴安岭林区和内蒙古大兴安岭林区一天内闪电高发时段更久,12:00—19:00时段的闪电数量均处于高位。四川凉山林区闪电数量日变化表现为在15:00—24:00时段闪电数量处于高位,闪电在夜间发生较多;除四川凉山林区外,其他林区闪电数量日变化分布均呈单峰型特点,且闪电发生在白天。5)黑龙江大兴安岭林区的闪电主要分布在西北部、中部和南部;内蒙古大兴安岭林区的闪电主要分布在北部的金河与汗马交界、甘河北附近;北京市的闪电集中分布在怀柔区、密云区、平谷区和门头沟区;河北塞罕坝林区的闪电集中于三道河口与千层板区域;四川凉山林区的闪电主要分布在岳西县、冕宁县和喜德县3个地区;新疆阿尔泰林区的闪电主要集中于哈巴河西与布尔津西北、阿勒泰;福建武夷山国家公园的闪电则集中于东南部与中南部的一般控制区以及西南部的核心保护区。【结论】我国闪电的发生具有明显的时空异质性,基于闪电对雷击火发生的影响,应多关注各地7—9月山区的闪电活动,在雷击火的监测和预警过程中尤其要关注四川地区夜间的雷击火事件。 展开更多
关键词 三维闪电定位系统 闪电特征 闪电活动 雷击火 时空异质性 重点林区 夜间火
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基于可燃物特征的塞罕坝林场人工林小班森林火险区划 被引量：1
6
作者 丁永全 李笑笑 +6 位作者 赵凤君 司莉青 舒立福 闫凯达 张建华 彭志杰 周暖阳 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期107-118,共12页
【目的】以塞罕坝机械林场为例,建立一种基于可燃物特征的森林火险区划方法,为林场尺度火险区划提供借鉴。【方法】选取15个火险影响因子,运用层次分析法(AHP)、专家打分法和判断矩阵法获得小班尺度引燃危险、火强度危险和综合火险的因... 【目的】以塞罕坝机械林场为例,建立一种基于可燃物特征的森林火险区划方法,为林场尺度火险区划提供借鉴。【方法】选取15个火险影响因子,运用层次分析法(AHP)、专家打分法和判断矩阵法获得小班尺度引燃危险、火强度危险和综合火险的因子权重,以小班调查数据和可燃物理化性质测定数据为基础,计算每个小班的引燃危险指数、火强度危险指数和综合火险指数;采用聚类分析法和ArcGIS技术,得到林场内引燃危险、火强度危险和综合火险的等级区划图,分析林场区域的火灾发生危险性。【结果】1)在塞罕坝机械林场,引燃危险等级极高(Ⅴ_(Y))区域面积占林场总面积的9.21%,主要零散分布于林场西部、南部和中部;高(Ⅳ_(Y))和较高等级(Ⅲ_(Y))分布区域较广,全区均有分布,较高以上等级(Ⅲ_(Y)、Ⅳ_(Y)、Ⅴ_(Y))面积占比67.95%。2)火强度危险极高等级(Ⅴ_(Q))面积最大,占林场总面积的46.42%,其次是高等级(Ⅳ_(Q)),面积占比26.38%,二者面积之和占比72.8%,集中在林场南部和西部;较高等级(Ⅲ_(Q))面积占比7.95%,主要分布在东部。3)综合火险等级高(Ⅳ_(Z))和较高(Ⅲ_(Z))面积占比大,分别为29.07%和28.12%;极高等级(Ⅴ_(Z))面积占比也达19.13%;较高以上等级(Ⅲ_(Z)、Ⅳ_(Z)、Ⅴ_(Z))区域面积总占比为76.32%,主要分布于林场西部、南部和中部。【结论】基于层次分析法、聚类分析法和ArcGIS技术的火险区划方法,能在小班尺度很好地进行森林火险分类,得到引燃危险、火强度危险和综合火险区划,对林场等级的可燃物管理有参考价值。塞罕坝机械林场综合火险等级很高,特别是西部、南部和中部;林场火强度危险等级极高(Ⅴ_(Q))和高(Ⅳ_(Q))的区域面积很大,一旦着火极易引发高强度森林火灾。引燃危险等级高和火强度危险等级高的区域并不完全重合,需在引燃危险等级高的区域内加强火源管理和易燃可燃物管理,降低火发生概率,建议在火强度危险等级高的区域和引燃危险等级高的区域之间规划隔离带,以有效阻滞可能发生的林火向火强度危险等级高的区域快速蔓延,防控大火巨灾发生。 展开更多
关键词 层次分析法 ArcGIS技术 森林可燃物 危险性 区划
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云南松鲜针叶中挥发油含量和组分及其在模拟林火预热条件下的溢出特点
7
作者 李笑笑 赵凤君 +6 位作者 舒立福 王明玉 司莉青 李伟克 周暖阳 李威 闫凯达 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期111-119,共9页
【目的】研究云南松鲜针叶中的挥发油在模拟林火预热条件下的溢出特点,并探索挥发油影响林火行为的机理。【方法】采用水蒸气蒸馏法(SD)提取云南松针叶中的挥发油,测定其体积和质量,得到挥发油含量。使用自动顶空进样器模拟火场预热条件... 【目的】研究云南松鲜针叶中的挥发油在模拟林火预热条件下的溢出特点,并探索挥发油影响林火行为的机理。【方法】采用水蒸气蒸馏法(SD)提取云南松针叶中的挥发油,测定其体积和质量,得到挥发油含量。使用自动顶空进样器模拟火场预热条件,与气相色谱‒质谱(GC-MS)分析联用得到不同预热条件下挥发性油质气体的组分构成,通过比较不同预热条件下气体组分和含量的异同,研究挥发油溢出特点。【结果】1)云南松鲜针叶中挥发油的体积含量在10.61~15.43 mL·kg^(-1),均值为13.13 mL·kg^(-1),标准差为2.42 mL·kg^(-1);质量含量在7.86~9.74 g·kg^(-1),均值为8.52 g·kg^(-1),标准差为1.05 g·kg^(-1)。2)在不同温度和时间的预热条件下共分离鉴定出48种挥发油组分,其中绝大多数属于萜类化合物,包括单萜烯、倍半萜烯和其他萜类含氧衍生物,还有微量的酸、醇和酯类化合物。在预热150℃、15 min条件下确认了27种萜类化合物,相对含量占比为89.16%,包括8种单萜烯占比54.70%,14种倍半萜烯占比31.86%,5种其他萜类含氧衍生物占比2.60%。3)随预热温度升高和预热时间延长,云南松针叶溢出的挥发性油质气体越来越多。50℃和75℃温度下挥发油溢出缓慢,溢出气体的量很少;100℃温度下挥发油的溢出量较50℃和75℃明显增加,挥发性油质气体持续溢出,且一直未达到平衡状态;125℃温度下挥发油的溢出量较前3个温度条件呈现跳跃式增加,预热30 min后达到顶空平衡的状态,挥发性油质气体的量不再增加;150℃温度下在预热15 min后,挥发油溢出变缓,逐渐达到平衡状态;175℃温度下挥发油溢出量最多,预热15 min尚未达到平衡状态。4)α-蒎烯是云南松针叶受热溢出的挥发油组分中含量最多的化合物,模拟预热条件下得到其相对含量在23.45%~79.66%,预热50℃温度下α-蒎烯的相对含量最高。5)以175℃、预热15 min条件下的α-蒎烯溢出量为100%,相对而言,50℃和75℃温度下预热60 min的α-蒎烯的相对溢出量仅为14.2%和25.1%;100℃温度下预热60 min的α-蒎烯的相对溢出量可达63.6%;125℃温度下预热30 min的α-蒎烯的相对溢出量达到90%;150℃预热温度下的α-蒎烯的相对溢出量达到90%只需要15 min。【结论】温度越高,云南松针叶中的挥发油越容易快速溢出;云南松针叶中的挥发油组分只有在预热温度达到一定条件后才会溢出,特别是倍半萜烯,但溢出温度远低于该组分的沸点;云南松针叶中的α-蒎烯在很低的预热温度下(50℃)就能溢出,是火场中参与燃烧的主要挥发性油质气体组分,火场温度升高和预热时间延长都会使α-蒎烯溢出量明显增加,其在真实火场大环境中的溢出量和累积规律应做为今后高强度极端火行为研究的重要内容。 展开更多
关键词 云南松 挥发油 挥发性有机化合物 水蒸气蒸馏法 模拟预热 顶空进样 气相色谱-质谱联用
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2002—2023年中国森林火灾火源特征分析
8
作者 李笑笑 赵凤君 +6 位作者 舒立福 王明玉 司莉青 李伟克 郑鑫 周暖阳 闫凯达 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第6期47-55,共9页
【目的】研究2002—2023年我国森林火灾火源特征,以期辅助林火部门制定科学的火源管理措施。【方法】基于国家森林草原防灭火指挥部2002—2023年间汇总编制的全国森林火灾统计月报表,建立森林火源数据库,统计分析我国森林火灾火源特征... 【目的】研究2002—2023年我国森林火灾火源特征,以期辅助林火部门制定科学的火源管理措施。【方法】基于国家森林草原防灭火指挥部2002—2023年间汇总编制的全国森林火灾统计月报表,建立森林火源数据库,统计分析我国森林火灾火源特征及其时空分布规律。【结果】1)2002—2023年我国共发生森林火灾124124起,其中已查明火源的森林火灾104865起,占比84.48%;在已查明火源的森林火灾中,农事用火是引起森林火灾最多的火源,占比35.86%,雷电是引起森林火灾最主要的自然火源,占比1.74%;2)我国森林火灾发生总次数在研究期内呈显著的逐年波动性下降趋势,其中以人为火源引起森林火灾发生次数的下降为主,外部火源引起的火灾发生次数同样呈逐年波动性的下降,而自然火源的逐年变化趋势不显著,且没有明显的高发年份或周期性;上坟烧纸是研究期内仅次于农事用火的第二大火源,2011年后上坟烧纸引起的火灾数量在某些年份超过农事用火,成为当年引起火灾次数最多的火源;野外吸烟引起的火灾次数在研究期内不断下降,雷电引起的火灾在近几年有超过野外吸烟的趋势;3)不同火源的发生季节有较大差异,除雷击火多出现在夏季外,农事用火、上坟烧纸和野外吸烟引起的森林火灾多出现在春季和冬季,特别是春季;4)2002—2023年我国森林火灾发生次数最多的省份是湖南,发生次数合计为25484次,占全国森林火灾发生总次数的20.53%;大部分省份以农事用火为引起森林火灾的主要火源,其中以在福建的占比最为突出,上坟烧纸在宁夏的占比最高,野外吸烟在江苏的发生占比最高,雷电引起的火灾在黑龙江和内蒙古发生最多,同时也是两省的主要火源。【结论】我国的森林火灾火源仍然以人为火源为主,而自然火源的发生占比呈增加趋势;建议在掌握我国各省市森林火灾火源时空分布特征的基础上,加强基层防火宣传与教育,加大上坟烧纸的管控力度,同时应重点关注雷击火灾的发生及防控研究。 展开更多
关键词 森林火灾 火源 时空分布 动态特征
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