林火生态与管理
20. 森林燃烧的条件和特点是什么?
森林燃烧的条件:是森林可燃物、火源和一定的气象条件。
森林燃烧的特点:森林燃烧是森林植物体强烈氧化放热发光的反应,是自然界燃烧现象的一种。森林燃烧的条件是森林可燃物、火源和一定的气象条件。森林燃烧除具有一般的燃烧学特征外,还具有自身的特点。(一)森林燃烧属于固体可燃物燃烧:固体可燃物一般要经过液化、汽化过程。燃烧作用释放出的热量传递给火头前沿的可燃物,使燃烧作用向前推进。森林可燃物是一个枯死可燃物和活可燃物复合体,燃烧过程复杂森林可燃物热解的最初反应是吸热反应,之后是放热反应。(二)森林燃烧是在大自然的开放系统内进行的燃烧,开放式燃烧,氧气不受限制,自由蔓延,不仅有常见的三种热量传递方式(热传导、热对流、热辐射),还有第四种热量传递方式,即通过飞火传递热量。(三)森林燃烧的复杂性:受森林植被的变化和环境的左右,经常处于千变万化之中,其发生发展有明显的规律性和周期性。 影响因素:气候因子、天气因子、地形因子。(四)森林燃烧的后果变化很大:破坏程度相差极大,大面积、高强度、小面积、低强度。森林燃烧对森林生态系统的影响具有两重性,即有破坏、毁灭作用,也有促进作用。两重性取决于火释放能量的大小,关键是燃烧强度。
21. 森林燃烧环的概念和基本结构? 森林燃烧环
(1)概念:指在同一生态系统内,可燃物类型、火环境、火源条件相同,火行为基本相似的可燃复合体,是林火管理(森林防火)的基本单位。
(2)基本结构:由森林可燃物类型、火源条件、火环境和火行为四个部分构成
22. 森林可燃物的燃烧性质有哪些?相关的公式及解释。
可燃物的燃烧性质是由可燃物的物理性质和化学性质来决定的。 物理性质有:可燃物的结构、含水率、发热量等; 化学性质有:油脂含量、可燃气体含量、灰分含量等。 相关的公式及解释见PPT
23. 什么是可燃物种类?如何划分?
可燃物种类(fuel kinds)的不同,可以反映可燃物燃烧性质的不同。例如: 1、可燃物种类的不同,着火的难易程度不一样。
细小可燃物(fine fuel,如枯落叶、枯草等)容易干燥易于引燃,成为森林火灾的引火物,森林火灾大多是森林火源引燃细小枯死可燃物从而引发森林火灾。
体积较大的可燃物(如树木、灌木、采伐剩余物等)含有较多的水分,不易引燃,但被引燃后能释放出大量的能量,是森林火灾的主要能量来源。
2、可燃物的种类、配置、结构不同,发生火灾后的林火种类也不一样。 草地、灌丛、落叶阔叶林一般发生地表火;
常绿针叶林、个别常绿阔叶林(桉树林)由于叶富含油脂易燃常常发生树冠火; 土壤中的腐殖质和泥炭,只有在天气极端干旱的条件下,才能燃烧而形成地下火。 林内垂直连续分布,可使地表火转变成树冠火
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(一)根据地被物的种类划分 1.地表枯枝落叶层(litter):
①上层:当年的落叶 ②下层:一年以前的落叶 2.地衣(lichen):易燃 3.苔藓(mosses):难燃 4.草本植物(herb)
①易燃草本:禾本科、莎草科、及部分菊科等阳性杂草。 ②难燃草本:毛茛科、百合科、酱草科、虎耳草科等。 5.灌木(bush,shrubs)
①易燃灌木:胡枝子、绣线菊、偃松、兴安、西伯利亚等。 ②难燃灌木:鸭脚木、越桔、接骨木、榛子、白丁香等。 6.乔木(trees)
①易燃乔木:针叶树和带油脂的阔叶树(如桉树) ②难燃乔木:阔叶树(落叶、常绿)和落叶松 7.林地杂乱物(slash):枯死可燃物,易燃 (二)根据可燃物燃烧的难易程度划分
⒈危险可燃物:在一般情况下,容易着火,燃烧快,
如地表的干枯杂草、枯枝、落叶、树皮、地衣、苔藓等。 ⒉缓慢燃烧可燃物:一般是粗大的重型可燃物,
如枯立木、腐殖质、泥炭、树根、大枝桠、倒木等。 ⒊难燃可燃物:指正在生长的草本植物、灌木和乔木。 (三)根据可燃物在林内的位置划分
⒈地下可燃物(0m以下) ⒉地表可燃物(1.5m以内) ⒊空中可燃物(1.5m以上) (四)按可燃物含水率的变化性质划分
⒈活可燃物(Live Fuel):叶、小枝(D<1cm)、大枝(1cm
美国:时滞等级:1时滞可燃物;10时滞可燃物;100时滞可燃物;1000时滞可燃物 加拿大:FFMC;DMC;DC
24. 什么是树种易燃性?什么是森林燃烧性? (一)树种易燃性或称种类易燃性
是指森林中的各树种或可燃物种类在森林火灾中所表现出燃烧的难易程度,是对森林中某一树种燃烧特性的相对的定性描述,一般可划分三个等级:易然、可燃、难燃。易燃性的定量研究
树种易燃性对森林燃烧性的影响取决于组成树种所占的比例。树种易燃性对森林燃烧性的影响取决于组成树种所占的比例。 (二)森林燃烧性
是指在有利于森林燃烧的条件下,森林被引燃着火的难易程度以及着火后所表现出的燃烧状态(火种类)和燃烧速度(火强度)的综合。 森林燃烧性也是划分可燃物类型的依据。
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25. 林分特性对森林燃烧性有哪些影响? 森林特性与森林燃烧性的关系
森林不是可燃物的简单堆积,而是一个具有不同的时间和空间的可燃物集合。每一个森林群落是由多种植物所构成的,因而形成不同的森林特性。这些特性与森林燃烧性有着密切的关系。
⒈林木组成: 由于树种的易燃性各不相同,同时影响着林下死、活地被物的数量、组成及 其性质。这样,由不同树种构成的森林,燃烧性也不一样。
⒉林分郁闭度: 林分郁闭度的大小直接影响到林内的光照条件,进而影响林内小气候(温 度、相对湿度、风速等)。也就影响到林下可燃物的种类、数量及其含水率。 ⒊林分年龄: 同龄林,不同的龄级阶段,森林燃烧性不同;
异龄林,林中各龄级林木所占的比例,决定森林的燃烧性。 ⒋林木的层次结构:单层林,森林燃烧性的高低,取决于林木的组成
复层林,森林燃烧性的高低,取决于各层次林木的组成以及各层次间的差异 ⒌林木的水平分布格局: 主要指可燃物如地表、林冠的水平连续性。地表可燃物的水平连 续性影响地表火的蔓延;树冠的水平连续性影响树冠火的蔓延。
26. 什么是可燃物类型?我国的可燃物类型是如何划分的?可燃物模型?
(一)可燃物类型:是指具有明显的代表植物种、可燃物种类、形状、大小、组成以及其它一些对林火蔓延和控制难易有影响的特征相似或相同的同质复合体。
简言之,可燃物类型是占据一定时间和空间的具有相同或相似燃烧性的可燃物复合体。 (二)可燃物类型划分依据:①主要可燃物种类的易燃性 ②林分的立地条件(水分、地形) 划分可燃物类型主要依据:植被(森林)类型;树种组成;立地条件;森林破坏程度等 我国的可燃物类型研究:我国分别对每个区域划分12个可燃物类型
(三)可燃物模型:是对可燃物类型的定量描述。
依据的指标有:可燃物种类、可燃物的大小、紧密度、负荷量、可燃物床层深度、含水量、灰分含量、灭火含水量等
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27. 我国主要森林类型的燃烧性如何?
1.落叶松林: (1)易燃,草类落叶松林、柞木落叶松林、杜鹃落叶松林; (兴安落叶松林) (2)可燃,杜香落叶松林、偃松落叶松林;
(3)难燃,溪旁落叶松林、杜香云杉落叶松林、泥炭藓杜香落叶松林 2.云、冷杉林: (1)可燃,草类云杉林、草类冷杉林; (2)难燃,藓类云杉林、藓类冷杉林 3.针阔混交林: (1)易燃,山脊陡坡苔草红松林; (阔叶红松林) (2)可燃,山麓缓坡蕨类红松林; (3)难燃,山坡下部湿润云冷杉红松林 4.山地杨桦林: (1)可燃,草类山杨林、草类白桦林;
(2)难燃,沿溪朝鲜柳林、珍珠梅赤松林、洼地柳林
5.易燃林分类型:樟子松林;蒙古栎林;油松林;马尾松林;杉木林;云南松林;桉树林等 6.难燃林分类型:常绿阔叶林;竹林
28. 什么是森林火源?森林火源有哪几个类型?主要的森林火源有哪些?
(一)森林火源:是引起森林火灾的主导因素。在森林中要使可燃物燃烧,温度必须达到燃点。在常温下,森林可燃物自然是十分罕见的,所以,引燃是引起森林火灾的主要途径。这就是说,引发森林火灾所需的最低能量(使温度达到易燃物燃点以上的能量)是主要来自于森林外界。这种来自于森林外界,能够为林火发生提供最低能源的现象和行为,我们统称为火源。 (二)森林火源的类别:
1、天然火源:如雷击、火山爆发、陨石坠落、滚石火花、泥炭自燃等。 2、人为火源:生活用火;生产性用火;故意放火 3、外来火 :境外火、省外火、区外火等等
(三)天然火源是自然界中能引起森林火灾的自然现象。如雷击、火山爆发、陨石坠落、滚石火花等。其中最常见的是雷击引起的森林火灾。
人为火源是人为地能引起森林火灾发生的行为,主要来自于人类对火的应用,是林区森林火灾发生的主要火源。
29. 森林火源的时间分布规律?
时间周期性(年、季节、日周期;节假日;雷击)
【在我国南部,森林火源分布在1-4月、11-12月,严重发生于2-3月; 在我国中西部,森林火源分布在2-4月、11-12月,严重发生于2-3月;
在我国东北、内蒙古地区,森林火源分布在3-6月、9-11月,严重发生在4-5月、10月; 在我国西北部,森林火源分布在4-9月,严重发生在7-9月。】(网上)
30. 什么是火险天气?什么是火灾季节?什么是防火期和防火戒严期? 1、火险天气:
a就是能够发生火灾的天气条件。但能不能发生火灾与可燃物含水量密切相关。 b各(如空气湿度、温度、风等)气象因子达到可能引发火灾的天气。
c当FFMC(引火物含水量)低于MOE(灭火含水率)时的天气条件,我们称火险天气。 2、火灾季节:某一个地区在一年中森林火灾出现的季节或时间。
或这样定义: 细小枯死可燃物大量产生,且火险天气(干旱)经常出现的季节。
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3、森林防火期:是县级以上地方人民政府根据本地区的自然条件和森林火灾发生规律而规定的实施森林防火措施、禁止野外用火的期限。
4、森林防火戒严期:在森林防火期内,根据高温、干旱、大风等高火险天气出现的规律而划定的杜绝一切野外用火的期限。
31. 影响林火发生的气象要素有哪些?他们如何对林火产生影响?
火险天气要素是指对林火发生有影响的气象要素。是火险天气的组成要素。 1.相对湿度(Relative Humidity,RH)
相对湿度的大小直接影响到可燃物水分蒸发的快慢。RH越大,水分蒸发越慢,反之,则水分蒸发越快。当RH=100%时,空气中水汽饱和,可燃物水分蒸发停止。
相对湿度的日变化。
相对湿度的变化直接影响到可燃物含水量的变化。
很早以前,就有人利用相对湿度来预报森林火险。在一般情况下,RH>75%时,不会发生火灾;RH在55~75%时,可能发生火灾;RH在30~55%时,可能发生重大火灾;RH<30%时,可能发生特大火灾。但,如果长期干旱,相对湿度80%以上也可能发生火灾。为什么?如果温度很低(低于0℃),相对湿度也较低,也不易发生火灾。为什么?所以,考虑森林火险状态时,仅一个因子是不够的,必须考虑各个因子的综合作用。 2.降水
降水直接影响可燃物含水量,特别是枯死可燃物。降水也使空气相对湿度增加到最大值。 (1)降水量
a年降水量:一个地区年降水量超过1500mm,且分布均匀,一般不会或很少发生森林火灾;但如果分布不均,有明显的干、湿季之分,则在干季发生火灾;年降水量小于1000mm,易发生森林火灾。
b月降水量:各月降水量不同,森林火灾发生情况也不一样。据调查,月降水量大于100mm,一般不发生或很少发生森林火灾。
c降水强度(一次降水量,或单位时间降水量,如日降水量):由于森林有庞大的树冠,能租借阻截降水,所以,每次降水的多少对地表可燃物含水量的影响也不同。一般情况下,降水量1mm几乎没有影响;2~5mm,能够降低林分的燃烧性;大于5mm,林地上的可燃物吸水达到饱和,一般不会发生森林火灾。
(2)降水间隔期: 降水间隔期愈长(连续干旱),气温愈高,相对湿度愈小,林内可燃物愈干燥,尤其是粗大可燃物含水量降低较多。在这种情况下,易发生大森林火灾。 (3)降雪和水平降水 3.温度(temperature)
(1)由于空气中的饱和水汽压随温度升高而增大,使相对湿度变小,直接影响着相对湿度的变化。
(2)气温升高,可提高可燃物自身的温度,使可燃物达到燃点所需的热量大大减少。 这样,就从两个方面增加了森林着火的几率。所以,温度越高,火险越大。 气温日较差对森林火灾的发生有明显影响。?大陆性气候、海洋性气候 4.云量
云量的多少直接影响地面上的太阳辐射强度,影响到地面和空气温度的变化,也影响到可燃物自身的温度变化。
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