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温度和湿度对可燃物平衡含水率的影响研究

刘曦  
【摘要】: 森林可燃物含水率预报是森林火险天气预报的重要内容。准确预测可燃物含水率是做好火险天气预报和火行为预报的关键。目前基于平衡含水率的预测方法应用最广,是目前最主流的含水率预测方法,本文对该方法的研究和应用情况进行综述,并对其影响因素温度和湿度进行分析,以便提高可燃物含水率预测的精确度和后续研究的开展。 本研究采用室内试验法对红松(Pinus koraiensis),落叶松(Larix gmelini),水曲柳(Fraxinus mandshurica),白桦(Betula platyphylla)的枯叶、树皮和枯枝,4种林型下的腐殖质和凋落物在温度15℃-35℃,相对湿度35%-75%范围内进行平衡含水率测定,利用SPSS11.5和Excel统计软件对数据进行回归分析及绘图,结果表明:1)在相同的湿度条件下,不同种类可燃物的平衡含水率都是随温度的升高而降低的,且降低的幅度各不相同。多数细小的可燃物枯枝(直径≤0.5cm)受温度影响不大。直径越大,在一定的温度范围内受温度影响越明显,而后曲线变化趋于平缓。2)针叶树种红松和落叶松枯枝在不同的湿度梯度下,平衡含水率随温度变化差异并不显著,但阔叶树种白桦和水曲柳与之相反。3)腐殖质和树皮的平衡含水率受温度影响不大,但枯叶和凋落物由于质量小和组成成分的复杂性,受温度影响显著。4)可燃物平衡含水率随温度变化曲线多数可用二次函数来表示。平衡含水率最高值与最低值分别出现在相对湿度75%和35%,温度多出现在15℃和35℃条件下。5)在相同的温度条件下,不同种类可燃物的平衡含水率都是随湿度的升高而升高的,且升高曲线可用不同的函数表示。这与Simard、Van Wagner、Anderson和Nelson平衡含水率-湿度模型曲线均呈S形曲线变化的结论不符。6)在有关平衡含水率预测的四个模型中Simard模拟效果最好,可解释总变差的95%。模型形式为EMC=b_1+b_2x_1+b_3x_2+b_4x_1~2+b_5x_2~2+b_6x_1x_2,虽然为四种模型中的最优模型,但是比较发现,其预测值低于观测值。


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