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基于模拟点烧不同加热时间和腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧的影响

王明霞 王雅钧 汪凤琴 高博 单延龙 尹赛男 季鑫 舒立福

王明霞, 王雅钧, 汪凤琴, 高博, 单延龙, 尹赛男, 季鑫, 舒立福. 基于模拟点烧不同加热时间和腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧的影响[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(3): 66-72. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200047
引用本文: 王明霞, 王雅钧, 汪凤琴, 高博, 单延龙, 尹赛男, 季鑫, 舒立福. 基于模拟点烧不同加热时间和腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧的影响[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(3): 66-72. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200047
Wang Mingxia, Wang Yajun, Wang Fengqin, Gao Bo, Shan Yanlong, Yin Sainan, Ji Xin, Shu Lifu. Effects of different heating times and humus particle sizes on vertical combustion of forest underground fire based on simulated spot burning[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(3): 66-72. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200047
Citation: Wang Mingxia, Wang Yajun, Wang Fengqin, Gao Bo, Shan Yanlong, Yin Sainan, Ji Xin, Shu Lifu. Effects of different heating times and humus particle sizes on vertical combustion of forest underground fire based on simulated spot burning[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(3): 66-72. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200047

基于模拟点烧不同加热时间和腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧的影响

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200047
基金项目: 国家重点研发计划课题(2018YFD0600205),国家自然科学基金项目(31971669),北华大学研究生创新计划项目(2018-016),北华大学大学生创新创业训练计划项目
详细信息
    作者简介:

    王明霞。主要研究方向:林火生态与管理。Email:2247329989@qq.com 地址:132013 吉林省吉林市丰满区滨江东路3999号北华大学东校区林学院逸夫楼

    责任作者:

    单延龙,教授,博士生导师。主要研究方向:林火生态与管理。Email:shanyl@163.com 地址:同上

    舒立福,研究员,博士生导师。主要研究方向:林火管理。Email:shulf@caf.ac.cn 地址:100091 北京市海淀区东小府1号中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所

Effects of different heating times and humus particle sizes on vertical combustion of forest underground fire based on simulated spot burning

  • 摘要:   目的  森林地下火是一种缓慢、无焰、持续时间长的阴燃,对森林危害极大。大兴安岭地区是我国森林地下火频发区域,研究不同加热时间和腐殖质粒径对地下火垂直燃烧的影响,旨在为该地区森林地下火的预防、监测、扑救提供参考。  方法  以大兴安岭地区典型林型兴安落叶松林为研究对象,根据室内控制模拟点烧实验数据,使用SPSS进行双因素方差分析,Origin软件绘图,研究3种加热时间和5种腐殖质粒径对地下火垂直燃烧过程中蔓延速度和不同深度最高温度的影响。  结果  森林地下火垂直燃烧过程中,深度3 cm处燃烧最高温度只受加热时间的影响且差异显著(P < 0.05),而腐殖质粒径对其的影响则差异不显著(P > 0.05);深度6 cm处的燃烧最高温度分别受加热时间(P < 0.05)和腐殖质粒径(P < 0.05)的影响;当深度大于6 cm后燃烧的最高温度则只受腐殖质粒径的影响并且差异显著(P < 0.05)。森林地下火垂直燃烧过程中的蔓延速度则只受腐殖质粒径的影响,不同腐殖质粒径之间的蔓延速度存在显著差异(P < 0.05)。  结论  森林地下火垂直燃烧3和6 cm处的最高温度随着加热时间的增加而升高,加热2 h时的燃烧温度最高;垂直燃烧深度9~21 cm时,腐殖质粒径40目的燃烧温度最高;不同腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧蔓延速度的影响中,腐殖质粒径20目的蔓延速度是最快的;腐殖质粒径60目时,是地下火燃烧过程中的临界,燃烧的最高温度和蔓延速度都较低。

     

  • 图  1  不同加热时间和腐殖质粒径下地下火垂直燃烧不同深度最高温度的多重比较

    各图数据条上相同的字母表明二者之间差异不显著(P > 0.05)。下同。 Same letters on the data bars of each figure proves that difference between the two is not significant (P > 0.05). The same below.

    Figure  1.  Multiple comparisons of the highest temperature of vertical combustion of underground fires at different heating times and humus particle sizes

    图  2  不同腐殖质粒径下地下火垂直燃烧蔓延速度的多重比较

    Figure  2.  Multiple comparison of vertical combustion spreading velocity of underground fire under different humus particle sizes

    表  1  样地基本信息

    Table  1.   Basic information of sample plots

    样地
    Sample plot
    经纬度
    Longitude and latitude
    海拔
    Altitude/m
    郁闭度
    Canopy density
    林龄/a
    Forest age/year
    腐殖质层厚度
    Humus thickness/cm
    样地1 Sample plot 1 50°18′23″N 124°05′27″E 392.9 0.8 27 31
    样地2 Sample plot 2 50°17′56″N 124°05′17″E 407.2 0.7 30 34
    样地3 Sample plot 3 50°17′50″N 124°53′56″E 422.6 0.8 27 36
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    表  2  不同加热时间和腐殖质粒径对不同深度最高温度影响的方差检验

    Table  2.   Variance test of the effects of different heating times and humus particle sizes on thehighest temperature at different depths

    距离 Distance指标 IndexFP
    D1 腐殖质粒径 Humus particle size 1.855 0.171
    加热时间 Heating time 22.984 0.000
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.535 0.813
    D2 腐殖质粒径 Humus particle size 3.896 0.023
    加热时间 Heating time 6.950 0.007
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.292 0.958
    D3 腐殖质粒径 Humus particle size 4.846 0.010
    加热时间 Heating time 3.402 0.060
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.490 0.845
    D4 腐殖质粒径 Humus particle size 4.109 0.019
    加热时间 Heating time 1.720 0.213
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.523 0.821
    D5 腐殖质粒径 Humus particle size 4.895 0.010
    加热时间 Heating time 1.136 0.347
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.379 0.915
    D6 腐殖质粒径 Humus particle size 4.665 0.012
    加热时间 Heating time 0.759 0.486
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.326 0.943
    D7 腐殖质粒径 Humus particle size 5.355 0.007
    加热时间 Heating time 0.615 0.554
    腐殖质粒径 × 加热时间 Humus particle size × heating time 0.430 0.885
    注:D1 ~ D7表示地下火垂直燃烧深度,分别为3、6、9、12、15、18、21 cm。下同。Notes: D1−D7 indicate the vertical combustion depth of underground fire, which are 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 cm. The same below.
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    表  3  不同加热时间和腐殖质粒径对蔓延速度影响的方差检验

    Table  3.   Variance test of the impact of different heating times and particle sizes on spreading rate

    指标 IndexFP
    腐殖质粒径 Humus particle size7.6240.001
    加热时间 Heating time2.3000.134
    腐殖质粒径 × 加热时间
    Humus particle size × heating time
    0.8350.586
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-04
  • 修回日期:  2020-03-28
  • 网络出版日期:  2021-03-16
  • 刊出日期:  2021-04-16

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