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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

1980—2005年大兴安岭森林火灾灌木、草本和地被物烟气释放量的估算

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林业科学 2010年第1期46卷 78-83页

作者：郭福涛胡海清彭徐剑东北林业大学林学院哈尔滨150040

应用排放因子法,对大兴安岭林区1980—2005年间森林火灾中不同林型下灌木、草本和地被物层气体释放量进行估算。结果表明:大兴安岭25年间森林火灾灌木、草本和地被物层CO2,CO,CxHy,NO,SO2的释放量分别为25.04×106,5.72×106,0.21×106,... 详细信息

应用排放因子法,对大兴安岭林区1980—2005年间森林火灾中不同林型下灌木、草本和地被物层气体释放量进行估算。结果表明:大兴安岭25年间森林火灾灌木、草本和地被物层CO2,CO,CxHy,NO,SO2的释放量分别为25.04×106,5.72×106,0.21×106,0.09×106和0.24×106t。其中白桦-落叶松林、白桦-杜鹃林和蒙古栎-胡枝子林是气体释放量较多的林型,约占总排放量的70%以上。此外大兴安岭林区森林火灾SO2和NO的释放量可达到我国总生物质燃烧释放量的50%左右,其释放量与农业上备受关注的秸秆燃烧相当。

关键词：大兴安岭灌木草本地被物排放因子

杉木枯落物燃烧释放污染物特征及PM2.5成分分析

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林业科学 2019年第7期55卷 187-196页

作者：鞠园华马祥庆郭林飞马远帆蔡奇均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

【目的】探究杉木人工林枯落物在不同燃烧状态时的气态及颗粒态污染物排放特征,并提取、测定细颗粒物(PM 2.5 )污染物的化学成分,揭示林火及林地清理等对杉木枯落物分解、养分循环和大气环境的影响。【方法】分别以杉木人工林枯落物中... 详细信息

【目的】探究杉木人工林枯落物在不同燃烧状态时的气态及颗粒态污染物排放特征,并提取、测定细颗粒物(PM 2.5 )污染物的化学成分,揭示林火及林地清理等对杉木枯落物分解、养分循环和大气环境的影响。【方法】分别以杉木人工林枯落物中的叶、枝、皮、干4种主要组分为研究对象,运用自主设计的生物质模拟燃烧系统,采用室内模拟燃烧试验,分析阴燃和明燃2种不同燃烧状态不同枯落物组分释放的气态污染物和PM 2.5 特征及差异。采用德国Elementar元素分析仪,测定PM 2.5 中的碳质成分;采用超声提取-离子色谱和ICP/MS技术,测定PM 2.5 中的水溶性离子和水溶性无机元素。【结果】基于杉木枯落物燃烧时的实时测定,CO 2、CO、NO x 、C x H y 、PM 2.5 的排放因子(EF,单位质量燃料在燃烧后产生的污染物质量)变化范围在阴燃条件下分别是1 001.4~1 364.5、202.3~358.8、0.53~3.09、23.17~53.07、5.11~38.37 g ·kg -1 ,而明燃时分别为1 092.4~1 520.7、115.1~242.6、0.16~1.96、1.21~41.50、2.58~21.07 g ·kg -1 。此外,提取测定PM 2.5 成分的结果表明,颗粒物主要由碳质组分、水溶性离子及少量水溶性无机元素等组成。其中碳质组分含量最大,占50%以上,有机碳(OC)和元素碳(EC)平均质量分数分别为43.29%和12.91%;PM 2.5 中测定出6种阳离子(Li +、Na +、NH + 4、K +、Mg 2+、Ca 2+)和5种阴离子(F -、Cl -、NO 2 -、SO 4 2-、NO - 3),总水溶性离子占10%~33%,阴燃以Cl -、K +、Ca 2+、SO 4 2-为主要组分,明燃以K +、Cl -、SO 4 2-、Na +为主;PM 2.5 中提取测定出16种无机元素,分别为K、Ca、Na、Mg、P、Zn、Al、Cu、As、Ba、Cr、Fe、Mn、Cd、Li、Pb,含量极少,仅占PM 2.5 的0.04%~0.58%,其中K、Ca、Na、Mg、P、Zn为主要元素成分,占总无机元素的96.8%~98.8%。【结论】在不同燃烧状态下,杉木枯落物释放各污染物的排放因子存在显著差异,除CO 2外的其他污染物排放因子在阴燃时显著高于明燃;在同一燃烧状态时,杉木枯落物不同组分的CO、CO 2、NO x 、C x H y 和PM 2.5 等污染物的排放因子也存在显著差异。杉木枯落物燃烧排放的PM 2.5 主要由碳质组分、水溶性离子及少量无机元素等成分组成,阴燃时的各成分排放因子整体表现为高于明燃时。

关键词：杉木枯落物燃烧状态排放特征 PM 2.5

浙江省大气PM_(2.5)时空分布及相关因子分析

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环境科学学报 2021年第3期41卷 817-829页

作者：陈兵红靳全锋柴红玲郭福涛丽水职业技术学院丽水323000 福建农林大学林学院福州350002

该研究以浙江省2014—2019年PM_(2.5)浓度数据为研究对象,应用多元线性回归和随机森林方法结合气象、植被、地形、经济、人口和基础设施等因子进行分析.研究结果表明PM_(2.5)浓度时空分布不均匀,时间上季节变化差异显著,总体呈冬季>春季... 详细信息

该研究以浙江省2014—2019年PM_(2.5)浓度数据为研究对象,应用多元线性回归和随机森林方法结合气象、植被、地形、经济、人口和基础设施等因子进行分析.研究结果表明PM_(2.5)浓度时空分布不均匀,时间上季节变化差异显著,总体呈冬季>春季>秋季>夏季分布规律,每年呈下降趋势;空间上呈西北多东南少的分布特征.多元线性回归和随机森林模型显示日最低地表气温(MI-GST)、日最低气压(MI-PRS)、日蒸发量(EVP)、日最小相对湿度(MI-RHU)、月植被覆盖度(FVC)、日降水量(PRE)、日极大风速(MM-WIN)、日平均相对湿度(AV-RHU)、铁路密度(Railway)、日最大风速(MA-WIN)、日照时长(SSD)、海拔(DEM)、日平均风速(AV-WIN)和河流密度(River)等15个因子对PM_(2.5)浓度影响显著;随机森林模型均方根误差(RMSE)、均方绝对百分比误差(MAPE)和变异解释量(R2)分别为0.133、17.83%和0.834,明显优于多元线性回归(0.278、40.48%和0.575),表明随机森林更适合浙江省PM_(2.5)浓度估测,该研究揭示PM_(2.5)时空分布及相关因子分析,为限制空气污染提供有效策略.

关键词：浙江省 PM_(2.5) 时空分布相关因子随机森林模型多元线性回归

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

我国不同林区典型乔木树种枝叶燃烧碳排放特性

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北京林业大学学报 2022年第2期44卷 37-46页

作者：魏帽郭新彬马远帆郭雨萱孙馨宇田明月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】对我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性的研究,可为了解含碳气体和颗粒物对大气环境和全球碳循环的影响提供科学依据。【方法】本研究运用自主设计的生物质燃烧系统,模拟东北林区、南方林区和西南林区共19种典型... 详细信息

【目的】对我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性的研究,可为了解含碳气体和颗粒物对大气环境和全球碳循环的影响提供科学依据。【方法】本研究运用自主设计的生物质燃烧系统,模拟东北林区、南方林区和西南林区共19种典型乔木树种枝、叶燃烧,分析不同树种、不同树种类型及不同林区的含碳气体(CO_(2)、CO和C_(x)H_(y))、颗粒物排放(PM_(2.5))和颗粒物中碳质组分(元素碳EC和有机碳OC)之间的排放因子差异。【结果】(1)CO_(2)、CO、EC、OC、PM_(2.5)排放因子最高的树种均为马尾松,分别为(1588.00±104.43)g/kg、(324.80±11.60)g/kg、(28.45±4.12)g/kg、(3.42±0.58)g/kg和(12.03±1.46)g/kg,且树种间枝与叶排放因子有明显差异。(2)不同林区中,针叶树种的含碳物质排放因子普遍高于阔叶树,且针叶树的含碳物质排放因子占比高于阔叶树。(3)不同林区树种平均排放因子均存在显著性差异,其中南方林区CO_(2)、CO、EC、OC的平均排放因子最高,分别为(1344.49±61.18)g/kg、(259.40±14.54)g/kg、(2.18±0.41)g/kg和(7.96±0.98)g/kg。【结论】本研究揭示了我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性,有利于精准研究林火对区域碳循环影响及大范围碳排放估算。

关键词：林火碳排放排放因子模拟燃烧

基于模糊逻辑和网络层次分析法的森林火险区划

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应用生态学报 2024年第2期35卷 354-362页

作者：欧阳逸云苏漳文李春辉曾爱聪郭福涛福建农林大学林学院福州350002 3S技术与资源优化利用福建省高校重点实验室福州350002 漳州职业技术学院福建漳州363000

林火对人类生命财产安全和生态环境产生重要影响,编制高质量的森林火险图对预防林火的发生、指导扑救资源配置、辅助火灾扑灭和支持决策制定均有积极意义。本研究采用基于地理信息系统的多准则决策分析(MCDA)方法以及查阅文献确定影响... 详细信息

林火对人类生命财产安全和生态环境产生重要影响,编制高质量的森林火险图对预防林火的发生、指导扑救资源配置、辅助火灾扑灭和支持决策制定均有积极意义。本研究采用基于地理信息系统的多准则决策分析(MCDA)方法以及查阅文献确定影响福建省尤溪县林火发生的主要因子,每个火险因子的重要性利用网络层次分析法(ANP)确定,得出权重,次标准的权重由模糊逻辑评估,使用ArcGIS的聚合函数生成森林火灾风险图,结合卫星火点验证准确度。结果表明:尤溪县4级及以上火险等级区域占比大,中部和北部林火发生风险较高,该县整体火险情况严峻;模糊ANP模型的准确性较高,达85.8%。引入新的MCDA方法有效地提高了小尺度范围森林火险制图的准确度,可为早期林火预警、扑灭资源规划和分配工作提供依据。

关键词：森林火灾风险制图模糊逻辑网络层次分析法(ANP) 基于GIS的多准则决策分析(MCDA)

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大兴安岭4种乔木枝叶燃烧碳排放因子分析

环境科学与技术 2019年第11期42卷 193-200页

作者：郭林飞马远帆郑文霞郭新彬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

为了解大兴安岭4种乔木燃烧碳排放特性,为林火碳排放的估算和区域碳平衡研究提供数据支持,文章运用室内燃烧模拟装置对落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎的枝、叶进行不同燃烧状态下的点烧试验,并用烟气分析仪、颗粒物分析仪和元素分析仪对... 详细信息

为了解大兴安岭4种乔木燃烧碳排放特性,为林火碳排放的估算和区域碳平衡研究提供数据支持,文章运用室内燃烧模拟装置对落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎的枝、叶进行不同燃烧状态下的点烧试验,并用烟气分析仪、颗粒物分析仪和元素分析仪对燃烧释放含碳气体及颗粒物中元素碳(EC)、有机碳(OC)的排放特性进行深入分析。结果表明,阴燃状态下各树种燃烧释放污染物的平均排放因子均大于明燃,而明燃状态下各树种枝的污染物排放因子均大于叶;樟子松枝、叶燃烧时PM2.5平均排放因子显著大于其他3个树种。元素碳与PM2.5排放因子的比值(EFEC/EFPM2.5)表现为明燃大于阴燃,且相同燃烧状态下枝大于叶。阴燃能促进CO、CxHy等不完全燃烧产物的排放;枝燃烧产生的EC在颗粒物中的比重普遍高于叶,而OC含量则与之相反;相同燃烧状态下叶的EFOC/EFEC值大于枝,在不同燃烧状态下EFEC与EFPM2.5呈现出显著相关性。

关键词：阴燃明燃 PM2.5 碳质组分排放因子

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福建西部地区林火发生格局及驱动因子分析

森林与环境学报 2017年第1期37卷 88-94页

作者：田超苏漳文杨夏捷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水土保持协同创新中心福建福州350002

福建省西部地区森林覆盖率高,且是中国的林火高发区之一,但关于该地区的林火发生格局和预测预报的研究还不完善。以2000—2010年福建林火数据为基础,运用Ripley's K-function和逻辑斯蒂回归模型,综合考虑地形、气象条件、植被条件及人... 详细信息

福建省西部地区森林覆盖率高,且是中国的林火高发区之一,但关于该地区的林火发生格局和预测预报的研究还不完善。以2000—2010年福建林火数据为基础,运用Ripley's K-function和逻辑斯蒂回归模型,综合考虑地形、气象条件、植被条件及人口密度4类因素,对福建西部地区林火分布格局及主要影响因子进行综合分析并建立预测模型。结果表明:福建西部地区2000—2010年间林火发生主要为聚集分布;海拔、日平均气温、日平均相对湿度、日降水、植被覆盖度、人口密度6个因子是福建西部地区林火发生的主要驱动因子;模型预测准确率接近70%且模型内自变量均显著。林火风险概率和火险等级显示,福建西部地区林火发生主要集中在西北部和中部地区。

关键词：模型预测福建西部地区林火逻辑斯蒂回归