草地火灾生成原因及火管理系统的应用研究.doc

草地火灾生成原因及火管理系统的应用研究.doc草地火灾生成原因及火管理系统的应用研究
论文关键词:计划火烧火状况草地火管理
论文摘要:火是管理生态系统的重要自然工具。草地火包括自然火和人为火,长期在自然界生态系统中起着作用。草地火管理可用计算机模型予测自然火烧或计划火烧等火行为,来取得可予测的资源管理目标,开展研究和监测保证。
1 前言
火是环境的自然组分,也是管理生态系统的重要自然工具。我国草地火生态研究,据文献考证在《管子》、《农政全书》和《齐民要术》等古籍中,早已有野火法令和火应用等记载。近代草地火生态学研究始于20世纪50年代末期,1991年我国周道玮博士有关火成因子和火频次、火积累量法的理论,出版专著论述,为我国近代草地火生态学研究开拓了新的领域,引起了草地界和生态学者的重视。
2 草地火灾的生成原因
草地火是燃烧产生的一种现象,亦是自然生态系统的一部分,从生态意义上的火烧称为野火(urrence)、火频次(firefrequency)、面积(size)和格局(Partten)等因素组成。周道玮博士有关火成因子和火频次、火积累量法的理论,即说明在不同火状况和不同生态系统相互关系的重要性。火强度是单位面积、单位时间内火烧所释放的能量,可用来判断对草地(山地)植被所产生的潜在拢动能力。火强度可用下列公式计算:
火强度(I)=HX2/cm3、茎秆S/V比值在189·1~380·5cm2/cm3之间,从点燃至自然所需时间与S/V比值的对数呈反比,而与禾草叶片的厚度成正比。
3 草地火灾发生的因素
3·1 我国北方草地火灾发生的因素
在我国北方(N36。~44。、E76。~104。)即新疆、青海、陕西、宁夏和内蒙古等省(自治区)行政管辖区内,草地面积辽阔,由于气候干旱少雨、风大等不利因素,经常发生雷电和人为的火灾事故。大面积天然草地自春季地温回升后,地温保持0℃以上即开始萌发返青。随着气温逐渐升高,草地净第一性产量亦随着增加,至8月份达到了最高产量,也是植株营养成分最丰富的时期。待秋季来临,随着气温下降,至11月上旬植株开始枯黄,草地的地上部分便成为立枯凋落的可燃物。草地火俗称“野火”,枯落物被火烧后,草地生态系统综合指标也逐渐增加。火烧是一项干扰因素,可燃物的物理特性中,可燃物湿度是影响火行为的最主要因素。研究表明,草地可燃物化学组成为纤维素、半纤维素(两者占50%~75%,热值为15
·1~18·5J/g)、木质素(占15%~35%,热值为22·3~24·5J/g)和矿物质及萜、松香等提取物,其中无硅灰分和提取物是可燃物的两项特性,如内蒙古东部羊草草地灰分为6·5%,提取物为0·21%;内蒙古锡盟针茅草地灰分为5·3%,提取物为0·17%;东北西部羊草草甸灰分为7·2%,提取物为0·22%。在呼伦贝尔盟大兴安岭林区松树树枝的萜、松香等提取物占0·5%~4·8%,热值达32·5~34·6J/g。同时随着可燃物降解和点燃等一系列反应,即成为火行为。火行为的主要决定因素包括风速、风向、风的稳定性、可燃物总量和可燃物湿度等。草地可燃物表面床的体积密度表示可燃物排列疏松情况,如内蒙古贝加尔针茅杂草群落草地为0·33~0·86kg/m2,东北羊草草地为0·54~1·03kg/m3,西北半荒漠草地为0·19~0·51kg/m2。草地火经燃烧5~10分钟后,扩展速