河北省丰宁县森林可燃物含水率与气象要素的关系模型

王玉玲 史洋 李春伟

【摘   要】 可燃物含水率的大小决定森林燃烧的难易程度，而可燃物含水率又与气象要素有着密切关系。本文以丰宁县内油松为研究对象，利用统计回归方法分析可燃物含水率与气象要素的关系模型，结果表明当日的降水量、观测前5天平均相对湿度及当日的最高温度对可燃物含水率影响最大。

【关键词】 可燃物含水率;气象要素;关系模型

中图分类号：S762.1              文献识别码：A               文章编号：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烧性，是林火发生发展过程的主要影响因子，进而影响林火着火概率以及蔓延速度与林火行为，因此研究可燃物含水率的动态变化及及其影响因子，对提高森林草原防火预测预报有重要意义[1-3]。目前，国内外的很多学者均开展了可燃物含水率与气象因子的关系研究[4-6]，国内以大兴安岭林区为研究对象居多，其中胡海清等人应用 Nelson模型和Simard模型，以5种典型林型的地表可燃物为研究对象，分析了气象因子与地被可燃物含水率的相关性;张恒[7]等人研究了不同距离气象数据对细小可燃物含水率预测模型精度的影响。

可燃物分为活可燃物和死可燃物两种类型，活可燃物是指活植物，包括乔木的枝叶、灌木、草本，含水率主要受自身生理机能的影响;死可燃物指枯死的植物，包括枯枝、枯叶，含水率与气象要素关系最为密切，随气象条件的变化而变化，由于人力、物力所限，本文仅以丰宁县九龙山公园内主要树种-油松的枯落针叶为研究对象，建立死可燃物含水率与气象要素的关系模型，为我县森林火险气象指数预报及保护森林环境工程提供参考价值。

1  研究区概况

九龙山公园位于丰宁县城西部，毗邻国道新111线，总面积3100亩，公园以多起伏低山地貌与县城半环形相抱，主体山脉具龙形龙韵，一山蜿蜒，九峰叠翠，故曰九龙山。自2004年开始建园以来，逐步完善基础设施（太阳能路灯、健身器材、休闲座椅等），引入景观植物，先后栽植各种植物65万株，但整个山脉还是以自然生长的油松为主。九龙山公园是一处集休闲、娱乐、健身和环保教育于一体的山体公园，同时丰宁国家基准气候观测站也建于此半山腰。它是城区内面积最大、游人最多的活动场所，因此，公园内的防火工作显得尤为重要，它直接影响公众的生命财产安全。

2  研究方法

根据九龙山公园内的森林类型分布及典型树种，选取了油松作为代表树种，据林业部门统计，97%以上的森林火险发生为人为造成，故样地选择在园路一侧的油松分布均匀、有代表性的地方，在样地内建立可燃物含水率观测点。

在油松林采集区内设置20m*30m的固定样地，2016年3月-2017年2月期间每月8日、18日、28日的14时左右，在标准地内选择3块1m*1m的样方，取回样方内的枯落针叶，放入烘箱内，在105℃下连续烘干24h至绝干质量，用电子天平称其前后质量，取平均值。

可燃物含水率（Y）=（样品鲜重-样品干重）/样品鲜重*100%

记录观测前5天降水量累积（X1）、平均相对湿度（X2）、平均最高气温（X3）、平均风速（X4）、日照数累积（X5）及当日的降水量（X6）、相对湿度（X7）、最高温度（X8）、平均风速（X9）、日照时数（X10）、连续无降水日数（X11）等气象要素。采用统计回归的方法，建立可燃物含水率（Y）与气象要素（X）之间的关系模型。

3  结果分析

3.1  可燃物（油松的枯落针叶）含水率与各气象要素之间关系

用excel绘制出可燃物含水率与单个气象要素的相关曲线，如图1所示，可看出，可燃物含水率与降水量、相对湿度称呈正相关，即降水量越多、相对湿度越大，可燃物含水率越高，尤其当日的降水量、相对湿度影响更甚。

可燃物含水率与最高气温、平均风速、日照时数、连续无降水日数呈负相关，即温度越高、平均风速越大、日照时数越多、连续无降水日数越长，可燃物含水率越低。

其中前五日的平均最高、平均风速对可燃物含水率影响不甚明显。

3.2  可燃物含水率（Y）與气象要素（X）之间的关系模型

森林可燃物含水率是影响林火发生的一个直接因素，可燃物含水率的大小， 特别是细小可燃物含水率的大小决定了森林燃烧的难易程度，它又与多种气象要素的综合作用有关[8-9]。本研究采用SPSS逐步回归法，建立可燃物含水率（Y）与气象要素（X）之间的关系模型，见表1。

由表1可知，可燃物含水率与当日的降水量、观测前5天平均相对湿度、观测前5天平均最高气温呈正相关，与当日最高温度呈负相关。

4  小结与讨论

（1）可燃物含水率与气象因子有密切关系，是诸多气象因子综合作用的结果。本研究结合excel单因素分析法与SPSS逐步回归法可知，可燃物含水率与与当日的降水量、观测前5天平均相对湿度呈正相关，与当日最高温度呈负相关，显著性明显。

（2）有研究证明地形因素[10]、土壤因子[11]对可燃物含水率也有重要影响，本试验仅分析含水率与气象要素关系，且只对九龙山公园的单一物种（油松）作为研究对象，一年内每月只进行三次测量，样本数少，若增加多种植物采样，观测时间加密，分析多种因素，将对指导森林防火工作有着重要意义。

参考文献：

[1] 胡海清，罗碧珍，罗斯生，等.大兴安岭典型林型地表可燃物含水率预测模型[J].中南林业科技大学学报，2018，38（11）：1-9.

[2] 刘金波，孙萍，孙龙.昆明主要森林可燃物含水率预测模型的研究[J].中南林业科技大学学报，2018，38（5）：53-58.

[3] 金森，李建民.农林交错区典型地表死可燃物含水率预测[J].中南林业科技大学学报，2014，34（12）：27-34.

[4] 杜秀文，李茹秀，王英杰.几种森林类型可燃物含水率与气象因子关系的分析[J].东北林业大学学报，1988，16（3）：87-90.

[5] Simard AJ.The Moismre Content of Forest Fuels 1.A Review of

Basic Concepts.Canadian Development Forest Fire Research

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[6] Catchpole EA，Catchpole W R，viney N R，et al.Estimating fuel response time and predicting moisture content from field data[J].Intermational Journal of Wildland Fire，2001，10（2）：215-222.

[7] 张恒，孙子健，张运林，等.不同距离气象数据对细小可燃物含水率预测模型精度的影响[J].浙江农林大学学报，2018，35（3）：529-536.

[8] 覃先林，张子辉，易浩若，等.一种预测森林可燃物含水率的方法[J].火灾科学，2001，10（3）：159-162.

[9] 高永刚，张广英，顾红，等.森林可燃物含水率气象预测模型在森林火险预报中的应用[J].中国农学通报，2008，24（9）：171-175.

[10] 齐永峰，王文帆，郝斌，等.人工落叶松林凋落物层细小可燃物含水率模型的研究[J].防护林科技，2013（7）：14-16.

[11] 李海洋，胡海清，孙龙.我国森林死可燃物含水率与气象和土壤因子关系模型研究[J].森林工程，2016，32（3）：1-6.

（编辑：李晓琳）