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基于Gompit回归模型的大兴安岭林火预测模型及驱动因子研究

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林业工程学报 2019年第4期4卷 135-142页

作者：苏漳文曾爱聪蔡奇均胡海清东北林业大学林学院哈尔滨150040 福建农林大学林学院福州350002

本研究基于2000—2016年林火数据,选取气象、地形、植被、人为活动等因素作为林火预测变量,采用Gompit回归模型对林火发生的主要驱动因子进行分析,并建立大兴安岭地区林火发生预测模型。结果表明:大兴安岭地区林火受气象因素(日累计降... 详细信息

本研究基于2000—2016年林火数据,选取气象、地形、植被、人为活动等因素作为林火预测变量,采用Gompit回归模型对林火发生的主要驱动因子进行分析,并建立大兴安岭地区林火发生预测模型。结果表明:大兴安岭地区林火受气象因素(日累计降水、日平均相对湿度)的影响最大且与林火发生均呈显著负相关;此外,大兴安岭林火多发生于缓坡、远离居民区、铁路、公路等人为活动较为频繁地区。模型结果表明:Gompit回归模型的预测效果较好(准确率77%),ROC检验结果表明模型的拟合度较高(效果值为0.868);而独立样本的检验显示,预测准确率为75.3%,模型具有较高的适用性。大兴安岭近17年的火险等级总体呈南高北低、东高西低的地理分布,其中高火险和中火险区主要集中在南部、东南部等地,占整个研究区域的24.2%;同时南部和东南部存在大面积低估区,表明模型对这些地区的预测能力不高。

关键词：大兴安岭 Gompit回归林火预测模型驱动因子

基于Logistic回归模型的浙江省林火发生驱动因子分析

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2020年第2期48卷 102-109页

作者：蔡奇均曾爱聪苏漳文郭福涛福建农林大学林学院福建福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

【目的】对浙江省2000-2016年林火发生的主要影响因素进行分析,确定驱动因子,建立林火预测模型并划分火险等级,为我国东南林区林火预防与管理提供科学支撑。【方法】以卫星火点数据为基础,运用Arcgis 10.2等软件,对气候因素(气温日较差... 详细信息

【目的】对浙江省2000-2016年林火发生的主要影响因素进行分析,确定驱动因子,建立林火预测模型并划分火险等级,为我国东南林区林火预防与管理提供科学支撑。【方法】以卫星火点数据为基础,运用Arcgis 10.2等软件,对气候因素(气温日较差、月平均气温、月平均降水量、月平均相对湿度、上年月平均降水量、上年月平均相对湿度、日累积降水量、日相对湿度、日平均风速)、地形因素(海拔、坡度)、植被数据(植被覆盖度)、社会基础设施因素(人口密度、人均GDP、距居民点距离、距铁路距离、距公路距离)进行空间信息提取,并与随机点结合后通过Logistic回归模型分析浙江省林火发生的驱动因子;使用“标准化系数”方法检验各林火驱动因子对林火发生的相对重要性;利用ROC曲线方法对模型预测能力进行拟合检验,并计算划分林火发生概率的最佳阈值。【结果】气温日较差、日相对湿度、月平均相对湿度、上年月平均降水量、日累积降水量、植被覆盖度、上年月平均相对湿度、月平均降水量、距居民点距离、距公路距离、距铁路距离等11个因素与林火发生存在显著相关;模型总体预测准确率达到79.1%;计算出浙江省划分林火发生概率的最佳阈值为0.458。【结论】浙江省高火险区主要位于东部和南部地区,东部地区的林火管理重点应放在人为活动的管理与防火宣传教育上,而南部地区应当在林火高发区增设瞭望塔和视频监测设备。

关键词：林火发生 Logistic回归模型林火驱动因子火险区划卫星火点数据浙江省

中国南北方林火时空分布及火险期动态变化特征--以黑龙江省和江西省为例

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生态学杂志 2023年第1期42卷 198-207页

作者：朱贺张珍杨凇朱忠盼曾爱聪郭福涛福建农林大学林学院 3S技术与资源优化利用福建省高校重点实验室福州350002

林火是生态系统重要干扰因子,对生态系统结构和功能有重要影响。本研究基于2005—2017年黑龙江和江西两省卫星火点数据并采用Mann-Kendall检验和滑动t检验的方法分析林火时空及火险期变化。结果表明:两省全年林火年际变化呈现先上升后... 详细信息

林火是生态系统重要干扰因子,对生态系统结构和功能有重要影响。本研究基于2005—2017年黑龙江和江西两省卫星火点数据并采用Mann-Kendall检验和滑动t检验的方法分析林火时空及火险期变化。结果表明:两省全年林火年际变化呈现先上升后下降的趋势;黑龙江省突变年份在2011年前后;江西省突变年份在2016年前后;江西省法定火险期设定较黑龙江省更加合理;黑龙江省林火主要发生在春秋两季,春季林火发生期有向早春偏移的趋势,秋季林火发生期向夏季偏移并延长,春、夏和秋三季突变年份分别为2010年、2014年和2011年,冬季无突变年份;江西省林火主要发生在冬季,林火发生期有向冬季偏移并缩短的趋势,春、夏、秋、冬四季突变年份分别为2010年、2015年、2014年和2016年前后;两省林火密度呈相反的递增趋势;黑龙江省林火密度由东南向西北呈递增趋势,集中于黑河市和大兴安岭地区;江西省林火密度由东北向西南呈递增趋势,集中于赣州市和吉安市;两省各地区林火次数整体均呈下降趋势;其中黑龙江省大庆市、佳木斯市和大兴安岭地区林火次数下降趋势显著;黑龙江省法定火险期伊春市和鸡西市林火次数呈上升趋势。本研究揭示了中国南北方林火的时空变化及南北两省火险期的偏移现象,为揭示林火对区域环境的影响和林火管理提供数据支持。

关键词：林火时空分布火险期 Mann-Kendall检验滑动t检验黑龙江江西

气候变暖背景下杉木年轮密度对气候因子的响应

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生态学报 2021年第4期41卷 1551-1563页

作者：张辉张芸胡亚楠颜耀吴鹏飞曾爱聪马祥庆福建农林大学林学院福州350007 国家林业局杉木工程技术研究中心福州350000

为探讨杉木年轮密度与气候因子的响应关系,采用树木年轮学方法,以60年生杉木种源林为研究对象,测定杉木整轮密度、早材密度、晚材密度、晚材最大密度和早材最小密度,分析在气候变暖条件下主要气候因子(温度、降水、相对湿度)对杉木年轮... 详细信息

为探讨杉木年轮密度与气候因子的响应关系,采用树木年轮学方法,以60年生杉木种源林为研究对象,测定杉木整轮密度、早材密度、晚材密度、晚材最大密度和早材最小密度,分析在气候变暖条件下主要气候因子(温度、降水、相对湿度)对杉木年轮密度及其生长的影响。结果表明:杉木不同年轮密度指标均受到温度、降水和相对湿度的显著影响。早材密度与当年夏季最高温度、当年5月降水量,最大密度与当年10月、当年秋季降水量,最小密度与前一年秋季降水量、最小相对湿度呈显著负相关。滑动相关分析表明气候因子在短时间尺度上对杉木生长影响的稳定性有显著影响,其中杉木年轮最大密度与当年10月、秋季的平均相对湿度和最小相对湿度,最小密度与当年2、3月的平均相对湿度和前一年秋季的平均相对湿度、最小相对湿度、降水量的负相关关系最为稳定。杉木年轮最小密度对前一年气候要素的响应存在滞后效应,且晚材密度对当年春季的气候要素响应也存在滞后效应。研究结果对开展亚热带针叶树种年轮生态学和年轮气候学研究具有重要参考价值,建议选择武夷山的天然林获取更长年表用于重建古气候。

关键词：杉木年轮密度气候要素响应关系

基于MODIS卫星火点数据的浙江省林火时空动态变化特征

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北京林业大学学报 2020年第11期42卷 39-46页

作者：曾爱聪郭新彬郑文霞魏帽靳全锋郭福涛福建农林大学林学院海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

【目的】研究森林火灾时空动态变化特征,有助于掌握森林火灾发生规律及变化趋势,为火险期划分和防火资源的合理分配提供科学依据。【方法】本研究基于MODIS卫星火点数据,运用数据统计、Mann-Kendall趋势检验法和滑动t检验,对浙江省2001−... 详细信息

【目的】研究森林火灾时空动态变化特征,有助于掌握森林火灾发生规律及变化趋势,为火险期划分和防火资源的合理分配提供科学依据。【方法】本研究基于MODIS卫星火点数据,运用数据统计、Mann-Kendall趋势检验法和滑动t检验,对浙江省2001−2016年森林火灾时空分布特征、变化趋势和防火期的变化进行研究。【结果】(1)2001−2016年浙江省森林火灾整体呈上升趋势,春季、夏季和冬季是林火发生主要季节。其中春、夏两季森林火灾显著增长,秋、冬两季森林火灾呈先上升后下降的变化趋势。浙江省传统定义火险期的林火数量呈下降趋势,而更多的林火在夏季发生,火险期由11月至翌年4月变为1月19日至9月1日,向夏季偏移和延长。(2)浙江省森林火灾空间分布呈现出由西南向东北递减趋势,其中杭州市、衢州市、丽水市和温州市森林火灾发生频率较高,且在防火期、春季和夏季呈上升趋势。【结论】研究建议浙江省加强西南地区及春、夏两季森林火灾监测和防火宣传,适当调整火险期和防火资源时空分配,将有助于抑制浙江省森林火灾的增长趋势。

关键词：森林火灾时空分布变化趋势防火期

基于MODIS卫星火点的浙江省林火季节变化及驱动因子

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应用生态学报 2020年第2期31卷 399-406页

作者：曾爱聪蔡奇均苏漳文郭新彬靳全锋郭福涛福建农林大学林学院福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福州350002 丽水职业技术学院浙江丽水323000

研究林火变化趋势和驱动因子,可为林火预防和管理提供科学依据。本研究基于MODIS卫星火点数据,结合气象(日平均风速、日平均温度、日相对湿度、气温日较差、日累计降水)、人为(到公路距离、到铁路距离、到居民点距离、人口密度、人均GDP... 详细信息

研究林火变化趋势和驱动因子,可为林火预防和管理提供科学依据。本研究基于MODIS卫星火点数据,结合气象(日平均风速、日平均温度、日相对湿度、气温日较差、日累计降水)、人为(到公路距离、到铁路距离、到居民点距离、人口密度、人均GDP)、地形和植被因素(高程、坡度、植被覆盖度),运用趋势分析法、Logistic回归模型,对浙江省2001-2016年林火变化趋势和驱动因子进行研究。结果表明:浙江省春、夏季林火呈显著上升趋势,秋、冬季林火呈先上升后下降趋势,秋季下降趋势显著。浙江省各季节林火预测模型拟合度均较高,模型预测准确率分别为75.8%(春季)、79.1%(夏季)、74.7%(秋季)和79.6%(冬季)。浙江省春、夏季林火发生与变化受气象、人为、地形和植被因素的显著影响;秋、冬季林火发生与变化主要受气象因素影响。在影响因素复杂、高火险区域分散的春、夏季,林火管理应重点加强人为活动管理和防火宣传教育;在秋、冬季,可通过在高火险区集中分布的西南地区增设瞭望塔和监控设备进行监测和管理。

关键词：林火林火季节林火变化趋势林火驱动因子火险区划

大兴安岭典型乔木树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性

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林业科学 2020年第12期56卷 101-113页

作者：郑文霞郭新彬郭雨萱曾爱聪魏帽郭林飞马远帆郭福涛福建农林大学林学院海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福州350002

【目的】揭示不同树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性,对计算不同森林类型火灾发生过程中的NMHCs总排放量、评估对大气环境和人类健康的影响有重要意义。【方法】以大兴安岭地区典型树种兴安落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎和山杨的枝... 详细信息

【目的】揭示不同树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性,对计算不同森林类型火灾发生过程中的NMHCs总排放量、评估对大气环境和人类健康的影响有重要意义。【方法】以大兴安岭地区典型树种兴安落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎和山杨的枝、叶和皮为对象,运用生物质模拟燃烧装置,实测分析5个树种不同燃烧状态下释放NMHCs的排放因子。烟气收集用ASP-DC-1.2型电动采样泵;NMHCs测定用Entech 7100预浓缩系统和Agilent 7890 A/5975型色谱-质谱(GC-MS)联用仪,标准气体为美国Spectra Gases Inc.的57种非甲烷烃混标。【结果】1)共检测出48种NMHCs,其中烷烃19种、烯烃15种、芳烃14种。排放因子最大的10种化合物占总NMHCs排放因子的80.86%,其中异丁烷排放因子最高,占比超过总量的1/3;2)各类化合物的排放因子(mg·kg^-1)范围是:烷烃从樟子松的359.88±101.43到蒙古栎的756.54±205.47,烯烃从白桦的285.02±71.19到兴安落叶松的358.72±92.60,芳烃从樟子松的133.24±33.96到山杨的183.48±48.10;3)5个树种NMHCs平均排放因子(mg·kg^-1)明燃状态为739.81±214.54,阴燃状态为1284.91±405.72;4)叶、枝、皮平均排放因子(mg·kg^-1)分别为1089.26±451.94、918.44±237.80、1029.39±413.84;5)蒙古栎、兴安落叶松、山杨、白桦和樟子松NMHCs排放因子分别为1259.18±331.49、1111.56±248.53、1019.17±270.76、889.05±235.58、782.86±309.07 mg·kg^-1;6)5个树种的平均臭氧生成潜势为3.678 g·kg^-1,烷烃、烯烃和芳烃的臭氧生成潜势分别占总量的16%、73%和11%。【结论】大兴安岭地区5个典型树种燃烧排放3类(烷烃、烯烃、芳烃)共48种非甲烷烃,其中异丁烷的排放因子最高,烯烃臭氧生成潜势最高。非甲烷总烃排放量与燃烧状态相关,阴燃条件下燃烧效率整体较低,NMHCs排放因子显著大于明燃;不同生物质之间的碳含量无显著差异,故NMHCs排放因子未表现出极显著差异,但NMHCs排放因子影响因素众多,导致不同树种燃烧非甲烷总烃平均排放因子不尽相同,顺序为蒙古栎>兴安落叶松>山杨>白桦>樟子松;叶和皮的NMHCs平均排放因子略大于枝。

关键词：林火燃烧状态非甲烷总烃排放特性

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基于树轮化学元素分析的林火历史信号初探

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 36-47页

作者：魏帽张广迎邴晓瑾曾爱聪郭新彬郭福涛福建农林大学林学院福建福州350002 福建农林大学海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002 福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350007

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2... 详细信息

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2010-2019年树轮为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测树轮中P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Zn、Na、Al、Ni共12种化学元素的含量,分析其在林火发生前后的变化与相关性。【结果】大部分元素(B、Mn、Ca、Cu、Zn和Ni)含量最大值出现在火灾发生后第1年,或最小值出现在火灾发生后第2年。过火区域中林火对于B和Mn元素影响较为明显,主要表现在:B和Mn含量在林火前后具有显著差异性;Mn含量在火灾发生前与火灾发生当年呈负相关,但与火灾发生后第1年呈正相关;B与Mn元素间含量在火灾发生当年呈强相关性。此外,采样点距离火场区域的距离对Ca、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量有显著影响,主要表现在:距离火场区域越远,Fe、Ni、Cu、Zn元素含量在林火前后的差异性越显著,Cu和Zn元素含量在火灾发生前与火灾发生当年的相关性越高,Fe、Ni、Cu和Zn元素间含量在火灾发生前与火灾发生后第2年的相关性越高。【结论】树木年轮中的化学元素含量变化可作为林火历史信号示踪器。

关键词：森林火灾林火历史树轮化学元素柳杉

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美国林火管理概况及分析

应用生态学报 2019年第12期30卷 4361-4368页

作者：郭新彬郑文霞曾爱聪马远帆郭林飞郭福涛福建农林大学林学院/海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心

受气候变化和人为活动的影响,近年来全球重特大森林火灾频发,给生态系统、大气环境和人类健康带来重大影响.美国在林火管理方面积累了大量的实践经验.全面梳理美国林火管理的框架体系,可以为我国的森林防火工作提供有力借鉴.本文从美国... 详细信息

受气候变化和人为活动的影响,近年来全球重特大森林火灾频发,给生态系统、大气环境和人类健康带来重大影响.美国在林火管理方面积累了大量的实践经验.全面梳理美国林火管理的框架体系,可以为我国的森林防火工作提供有力借鉴.本文从美国林火政策的历史演变入手,系统介绍了政策演变的4个阶段及各阶段的特点,从可燃物管理、行政管理权责、火灾扑救和林火管理科研支撑4个方面对美国林火管理概况进行综合分析.同时,通过总结相关文献,提出美国未来可燃物管理、政策政治和火灾扑救3方面的改进策略.最后,通过对美国林火管理的综合分析,提出对我国林火管理的几点启示性意见,旨在推动建立健全具有我国特色的林火管理体系.

关键词：美国林火可燃物管理林火扑救林火政策以火防火