河北省豐寧縣森林可燃物含水率與氣象要素的關(guān)系模型

王玉玲 史洋 李春偉

【摘? ?要】 可燃物含水率的大小決定森林燃燒的難易程度，而可燃物含水率又與氣象要素有著密切關(guān)系。本文以豐寧縣內(nèi)油松為研究對(duì)象，利用統(tǒng)計(jì)回歸方法分析可燃物含水率與氣象要素的關(guān)系模型，結(jié)果表明當(dāng)日的降水量、觀測(cè)前5天平均相對(duì)濕度及當(dāng)日的最高溫度對(duì)可燃物含水率影響最大。

【關(guān)鍵詞】 可燃物含水率;氣象要素;關(guān)系模型

中圖分類號(hào)：S762.1? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1073（2020）07-0091-93

Model of Relationship between Moisture Content of Forest Combustible and Meteorological Factors in Fengning County of Hebei Province

WANG Yuling， SHI Yang， LI Chunwei

（Fengning County Meteorological Bureau? ?Chengde， Hebei? ?067000）

[Abstract] The size of combustible water content determines the difficulty of forest combustion， and the combustible water content is closely related to meteorological factors.In this paper， pinus tabulae in fengning county was taken as the research object， and the statistical regression method was used to analyze the relationship model between combustible moisture content and meteorological elements.The results show that the precipitation of the day， the average relative humidity of the 5 days before the observation and the highest temperature of the day have the greatest influence on the moisture content of combustible material.

[Key words] combustible moisture content; meteorological factors; relational model

森林可燃物含水率影響可燃物燃燒性，是林火發(fā)生發(fā)展過程的主要影響因子，進(jìn)而影響林火著火概率以及蔓延速度與林火行為，因此研究可燃物含水率的動(dòng)態(tài)變化及及其影響因子，對(duì)提高森林草原防火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)有重要意義[1-3]。目前，國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者均開展了可燃物含水率與氣象因子的關(guān)系研究[4-6]，國(guó)內(nèi)以大興安嶺林區(qū)為研究對(duì)象居多，其中胡海清等人應(yīng)用 Nelson模型和Simard模型，以5種典型林型的地表可燃物為研究對(duì)象，分析了氣象因子與地被可燃物含水率的相關(guān)性;張恒[7]等人研究了不同距離氣象數(shù)據(jù)對(duì)細(xì)小可燃物含水率預(yù)測(cè)模型精度的影響。

可燃物分為活可燃物和死可燃物兩種類型，活可燃物是指活植物，包括喬木的枝葉、灌木、草本，含水率主要受自身生理機(jī)能的影響;死可燃物指枯死的植物，包括枯枝、枯葉，含水率與氣象要素關(guān)系最為密切，隨氣象條件的變化而變化，由于人力、物力所限，本文僅以豐寧縣九龍山公園內(nèi)主要樹種-油松的枯落針葉為研究對(duì)象，建立死可燃物含水率與氣象要素的關(guān)系模型，為我縣森林火險(xiǎn)氣象指數(shù)預(yù)報(bào)及保護(hù)森林環(huán)境工程提供參考價(jià)值。

1? 研究區(qū)概況

九龍山公園位于豐寧縣城西部，毗鄰國(guó)道新111線，總面積3100畝，公園以多起伏低山地貌與縣城半環(huán)形相抱，主體山脈具龍形龍韻，一山蜿蜒，九峰疊翠，故曰九龍山。自2004年開始建園以來，逐步完善基礎(chǔ)設(shè)施（太陽能路燈、健身器材、休閑座椅等），引入景觀植物，先后栽植各種植物65萬株，但整個(gè)山脈還是以自然生長(zhǎng)的油松為主。九龍山公園是一處集休閑、娛樂、健身和環(huán)保教育于一體的山體公園，同時(shí)豐寧國(guó)家基準(zhǔn)氣候觀測(cè)站也建于此半山腰。它是城區(qū)內(nèi)面積最大、游人最多的活動(dòng)場(chǎng)所，因此，公園內(nèi)的防火工作顯得尤為重要，它直接影響公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2? 研究方法

根據(jù)九龍山公園內(nèi)的森林類型分布及典型樹種，選取了油松作為代表樹種，據(jù)林業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，97%以上的森林火險(xiǎn)發(fā)生為人為造成，故樣地選擇在園路一側(cè)的油松分布均勻、有代表性的地方，在樣地內(nèi)建立可燃物含水率觀測(cè)點(diǎn)。

在油松林采集區(qū)內(nèi)設(shè)置20m*30m的固定樣地，2016年3月-2017年2月期間每月8日、18日、28日的14時(shí)左右，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選擇3塊1m*1m的樣方，取回樣方內(nèi)的枯落針葉，放入烘箱內(nèi)，在105℃下連續(xù)烘干24h至絕干質(zhì)量，用電子天平稱其前后質(zhì)量，取平均值。

可燃物含水率（Y）=（樣品鮮重-樣品干重）/樣品鮮重*100%

記錄觀測(cè)前5天降水量累積（X1）、平均相對(duì)濕度（X2）、平均最高氣溫（X3）、平均風(fēng)速（X4）、日照數(shù)累積（X5）及當(dāng)日的降水量（X6）、相對(duì)濕度（X7）、最高溫度（X8）、平均風(fēng)速（X9）、日照時(shí)數(shù)（X10）、連續(xù)無降水日數(shù)（X11）等氣象要素。采用統(tǒng)計(jì)回歸的方法，建立可燃物含水率（Y）與氣象要素（X）之間的關(guān)系模型。

3? 結(jié)果分析

3.1? 可燃物（油松的枯落針葉）含水率與各氣象要素之間關(guān)系

用excel繪制出可燃物含水率與單個(gè)氣象要素的相關(guān)曲線，如圖1所示，可看出，可燃物含水率與降水量、相對(duì)濕度稱呈正相關(guān)，即降水量越多、相對(duì)濕度越大，可燃物含水率越高，尤其當(dāng)日的降水量、相對(duì)濕度影響更甚。

可燃物含水率與最高氣溫、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、連續(xù)無降水日數(shù)呈負(fù)相關(guān)，即溫度越高、平均風(fēng)速越大、日照時(shí)數(shù)越多、連續(xù)無降水日數(shù)越長(zhǎng)，可燃物含水率越低。

其中前五日的平均最高、平均風(fēng)速對(duì)可燃物含水率影響不甚明顯。

3.2? 可燃物含水率（Y）與氣象要素（X）之間的關(guān)系模型

森林可燃物含水率是影響林火發(fā)生的一個(gè)直接因素，可燃物含水率的大小， 特別是細(xì)小可燃物含水率的大小決定了森林燃燒的難易程度，它又與多種氣象要素的綜合作用有關(guān)[8-9]。本研究采用SPSS逐步回歸法，建立可燃物含水率（Y）與氣象要素（X）之間的關(guān)系模型，見表1。

由表1可知，可燃物含水率與當(dāng)日的降水量、觀測(cè)前5天平均相對(duì)濕度、觀測(cè)前5天平均最高氣溫呈正相關(guān)，與當(dāng)日最高溫度呈負(fù)相關(guān)。

4? 小結(jié)與討論

（1）可燃物含水率與氣象因子有密切關(guān)系，是諸多氣象因子綜合作用的結(jié)果。本研究結(jié)合excel單因素分析法與SPSS逐步回歸法可知，可燃物含水率與與當(dāng)日的降水量、觀測(cè)前5天平均相對(duì)濕度呈正相關(guān)，與當(dāng)日最高溫度呈負(fù)相關(guān)，顯著性明顯。

（2）有研究證明地形因素[10]、土壤因子[11]對(duì)可燃物含水率也有重要影響，本試驗(yàn)僅分析含水率與氣象要素關(guān)系，且只對(duì)九龍山公園的單一物種（油松）作為研究對(duì)象，一年內(nèi)每月只進(jìn)行三次測(cè)量，樣本數(shù)少，若增加多種植物采樣，觀測(cè)時(shí)間加密，分析多種因素，將對(duì)指導(dǎo)森林防火工作有著重要意義。

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（編輯：李曉琳）