山东省山区主要森林类型可燃物分布及潜在火行为研究

摘要

本文以山东省山区八个主要森林类型为研究对象，依据立地因子（海拔、坡度、坡位等）和林分因子（林龄、密度、郁闭度、平均树高、平均胸径等）设置具有代表性的样地，利用标准枝法和样方法调查冠层可燃物（死可燃物、活可燃物）和地表可燃物（枯落物层、草本层、灌木层）负荷量；利用BehavePlus5林火行为预测系统计算不同林型潜在火行为指标，包括地表火蔓延速度、火焰高度、地表火火强度和转化为树冠火的比率；选择本地区有代表性的针叶林（赤松林）、阔叶林（麻栎林），利用SPSS20.0软件分别分析了赤松林、麻栎林不同地表可燃物负荷量与相关影响因子的关系。本研究结果可为山东省山区森林火灾的预防及扑救工作提供理论依据。具体研究结果如下(注：林型Ⅰ：赤松林；林型Ⅱ：油松林；林型Ⅲ：侧柏林；林型Ⅳ：麻栎林；林型Ⅴ：刺槐林；林型Ⅵ：赤松×麻栎混交林；林型Ⅶ：赤松×刺杉混交林；林型Ⅷ：赤松×火炬松混交林)：
　　（1）各林型地表可燃物总负荷量在368.71~1801.03g/㎡，林型最大地表可燃物负荷量是最小林型的4.9倍，差异较大。地表可燃物总负荷量大小表现为：林型Ⅶ>林型Ⅷ>林型Ⅴ>林型Ⅰ>林型Ⅱ>林型Ⅲ>林型Ⅵ>林型Ⅳ。其中，林型Ⅶ林内1h时滞、10h时滞可燃物负荷量均最大；林型Ⅴ地表草本层、100h时滞可燃物负荷量均最大；林型Ⅰ林内灌木层负荷量最大。
　　（2）各林型冠层可燃物负荷量在177.40~600.69 g/㎡，林型冠层最大可燃物负荷量是最小可燃物负荷量的3.4倍，差异较大。冠层可燃物总负荷量大小表现为：林型Ⅲ>林型Ⅶ>林型Ⅱ>林型Ⅷ>林型Ⅰ>林型Ⅴ>林型Ⅵ>林型Ⅳ。林型Ⅰ冠层可燃物0~1m无可燃物分布，主要集中分布于4~8m。林型Ⅱ冠层可燃物0~1m无可燃物分布，主要集中分布于3~9m，并且冠层死可燃物负荷量大。林型Ⅲ冠层0~2m无可燃物分布，主要集中分布于3~10m，冠层各层次可燃物负荷量均较大，总负荷量大。林型Ⅳ冠层0~4m无可燃物分布，主要分布于7~8m，冠层各层次可燃物负荷量均较小，总负荷量小。林型Ⅴ冠层0~4m无可燃物分布，主要分布于4m以上冠层，死可燃物较多，可燃物总负荷量较小。林型Ⅵ冠层0~2m无可燃物分布，主要分布于5~8m冠层，可燃物总负荷量较小。林型Ⅶ冠层每个层次均有可燃物分布，主要分布于2m以上冠层，并且各层次负荷量均较大，可燃物总负荷量大。林型Ⅷ冠层0~3m无可燃物分布，主要分布于6m以上冠层。
　　（3）不同林分之间，不同层次可燃物负荷量具有差异性（P<0.05），这说明了地表火向树冠传播时火行为具有差异性。山东省山地地区不同林型地表火转化为树冠火的几率表现为：林型Ⅶ（10.43）>林型Ⅱ（1.79）>林型Ⅰ（1.55）>林型Ⅴ（0.79）>林型Ⅷ（0.51）>林型Ⅲ（0.06）>林型Ⅳ（0.02）>林型Ⅵ（0.01），可转化为树冠火的林型有3种，分别为林型Ⅶ、Ⅱ和Ⅰ。林型Ⅶ极易发生高强度、高蔓延速度的树冠火。林型Ⅱ、Ⅰ易发生较高强度的树冠火。林型Ⅴ易发生高强度的地表火，不易发生树冠火。林型Ⅷ易发生较高强度的地表火，并且在有外来火源的情况下，会引发较高强度的树冠火。林型Ⅲ不易发生地表火，但冠层可燃物负荷量极大，并且冠层各层次连接很紧密，所以在有外来火源的情况下，会发生高强度、高蔓延速度的树冠火。林型Ⅳ可能会产生较强强度的地表火，但基本无树冠火发生的可能性。林型Ⅵ不易发生森林火灾。
　　（4）在针叶林（赤松林）中，1h时滞可燃物负荷量分别与郁闭度、凋落物厚度呈显著正相关；10h时滞、100h可燃物负荷量均分别与郁闭度、平均树高、平均胸径和凋落物厚度呈显著正相关。草本层可燃物负荷量分别与林分密度、平均胸径呈显著负相关，灌木层可燃物负荷量分别与林分密度、郁闭度呈显著负相关。在阔叶林（麻栎林）中，1h时滞可燃物负荷量分别与林分密度、郁闭度和凋落物厚度呈显著正相关；10h时滞、100h时滞可燃物负荷量分别与林分郁闭度、平均树高、平均胸径和凋落物厚度呈显著正相关。草本层可燃物负荷量与林分郁闭度呈显著负相关，灌木层可燃物负荷量与林分密度呈显著正相关。

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1 引言

1.1 研究背景

1.2 森林可燃物研究

1.3 潜在林火行为研究现状

1.4 研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 研究地概况

2.2 研究内容

2.3 研究方法

3 结果与分析

3.1 林分不同层次可燃物负荷量分析

3.2 不同森林类型潜在火行为分析

3.3 不同林分地表可燃物负荷量及影响因子分析

4讨论

4.1 不同森林类型可燃物负荷量分布特点

4.2不同森林类型潜在火行为

4.3 不同地表可燃物负荷量的影响因子

4.4本研究中的不足

4.5 展望

5 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文