黑龙江省庆安县可燃物含水率动态及预测模型

摘要

黑龙江省平原和山区交错带植被受长期的人为破坏，林相差，人为活动频繁，火险等级高，火灾频发。加强该区域可燃物含水率动态和预测研究，有利于提高火险预报准确性。本文以处于该交错区的黑龙江省庆安县典型地表死可燃物和活体可燃物为研究对象，对其含水率和气象要素进行了动态观测，分析了影响含水率的因子，并以气象要素、加拿大火险天气指标系统(FWI)指标及两者的混合为预报因子分别建立了地表死可燃物含水率的预测模型。结果表明，可燃物不同含水率时，其影响因子不同，低含水率时，受湿度影响大;高含水率时，受降雨影响大。FWI指标，主要是FFMC与地表死可燃物凋落物层全范围的含水率相关，但与地表死可燃物凋落物层≥35％的含水率相关差。该指标可用于预测地表死可燃物凋落物层全范围的含水率，但误差大于气象要素回归法，不适合降雨后的含水率预测。FWI指标与气象要素混合建模对于绝大多数模型并没有提高精度。气象要素回归模型误差在地表死可燃物凋落物层＜35％时与FWI模型差异不显著，但对于地表死可燃物凋落物层全范围的含水率预测，其误差低于后者。对于该地区除红松林＜35％的含水率以外的地表死可燃物凋落物层含水率的预测，应采用气象要素回归模型，MAE2.0％-7.8％，平均5.4％; MRE10.6％-28.1％，平均15.8％。对＜35％的红松林地表死可燃物凋落物层含水率预测，加入FWI指标能够改进预测精度，采用混合模型最好。对于地表死可燃物半腐殖质层含水率，针叶林半腐殖质层含水率应采用FWI模型，其MAE为11.9％-24.5％平均18.2％; MRE为5.7％-15.6％平均10.7％;落叶阔叶林半腐殖质含水率应采用气象要素回归模型，其MAE为26.7％-33.9％平均30.3％; MRE为17.3％-18.1平均17.7但其只能解释18.5％-19.3％的含水率变差。对于地表死可燃物腐殖质层含水率，除落叶松林地表死可燃物腐殖质层含水率的预测应使用气象要素回归模型，其MAE为18.5％-47.2％平均35.1％，MRE为8.2％-24.7％平均18.2％;落叶松林地表死可燃物腐殖质层含水率预测应用FWI模型MAE为13.7％MRE为6.4％。对于活体可燃物含水率，白桦林、蒙古栎林、落叶松林可用FWI模型，常绿针叶林活体含水率没有明显的季节变化，落叶林活体可燃物含水率随季节变化明显。

目录

摘要

1 绪论

1．1 死可燃物含水率预测方法研究进展

1．1．1 气象要素回归法

1．1．2 时滞和平衡含水率预测

1．2 活可燃物含水率预测方法研究进展

1．2．1 遥感监测可燃物含水率的研究

1．2．2 利用环境因子预测可燃物含水率的研究

1．3 研究目的及意义

2 研究方法

2．1 研究地区概况

2．2 样地设置

2．3 可燃物含水率的连续观测

2．4 气象数据采集

2．5 数据处理与分析

2．5．1 计算可燃物含水率

2．5．2 气象数据处理及FWI指标计算

2．5．3 可燃物含水率影响因子相关分析

2．5．4 可燃物含水率预测模型

3 结果与分析

3．1 凋落物和枯草含水率动态与预测

3．1．1 凋落物及枯草含水率动态

3．1．2 凋落物层及枯草含水率全部数据与气象因子、FWI指标的相关分析

3．1．3 凋落物层和枯草含水率预测模型

3．2 半腐殖质层含水率动态与预测

3．2．1 半腐殖质层含水率动态

3．2．2 半腐殖质层含水率与气象因子、FWI指标相关分析

3．2．3 半腐殖质层含水率三种方法建模

3．3 腐殖质层含水率动态与预测

3．3．1 腐殖质层含水率动态

3．3．2 腐殖质层含水率基本特征

3．3．3 腐殖质层含水率与气象因子、FWI指标相关分析

3．3．4 腐殖质层含水率三种方法建模

3．4 活可燃物含水率

3．4．1 活可燃物含水率动态

3．4．2 活可燃物含水率基本特征

3．4．3 活可燃物含水率与气象因子、FWI指标的Pearson相关性

3．4．4 活可燃物含水率预测模型

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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