fire期刊影响因子

fire期刊影响因子

（forest fire spreading）

（郑焕能）

森林起火后，由火点向其上下及周围的扩展。早在18世纪，就有人将林火蔓延划分为两大类：一类蔓延速度快的称为速行火，另一类蔓延速度缓慢的称为稳进火。20世纪初，用林火蔓延面积的大小和蔓延速度的快慢来确定扑火人员的数量。70年代采用多种因素确定林火蔓延模型，以控制林火。

林火蔓延的热传播方式

①热对流：由于热空气上升，周围冷气补充，在燃烧区上方形成对流柱，集聚燃烧的热量将近3/4。热对流往往是地表火转为树冠火的主要原因。②热辐射：它以电磁波的方式向各方直接传播。其传播与热源中心平方距离成反比。③热传导：是可燃物向内部传热。传热的快慢决定于导热系数的大小，是地下火热传播的主要方式。

林火蔓延模型

顺风蔓延速度最快，火势最强，而延伸的部分为火头；逆风蔓延速度慢，火强度最小，与火头方向相反的部分为火尾；介于火头和火尾之间部分为火翼。与风成直角蔓延，接近火头的火翼部分蔓延较快；而接近火尾的火翼部分蔓延较慢。在平坦地，无风时，火向四周等速蔓延呈圆形或近似圆形；大风时，呈长椭圆形，其长轴与主风方向平行。在主风方向不定（30°～40°变化时）或火在山坡上蔓延时，呈扇形。火在山岗地形蔓延时，火向两个山脊蔓延较快，而在沟谷中的蔓延较慢，呈凹形。火的蔓延速度有：①线速度：从起火点到终点直线距离除以时间，用米/分或公里/时表示；②面积速度：火场面积除以时间，得出单位时间面积，以平方米/分或公顷/时表示；③火场周边速度：以米/分或公里/时计算。

影响林火蔓延的因素

①可燃物：种类不同，其理化性质、结构、大小均不相同，燃点和燃烧速度也就有明显差异。火的蔓延方向往往向燃点低的可燃物蔓延较快，而燃点高的可燃物蔓延较慢。细小的可燃物如杂草和地表枯枝落叶，含水率随大气的湿度而变化；较粗大的可燃物含水率变化与天气连旱密切相关。所以细小可燃物的蔓延较快，而粗大可燃物的蔓延则较慢。②地形：地形变化不仅影响可燃物的种类及其分布，并能影响生态因子的重新分配，从而能影响火环境。地形起伏变化，能影响热的传播。如火在阳坡、山脊时，立地条件干燥，林火蔓延速度较快；而火在阴坡、山谷时，立地条件潮湿，林火蔓延则缓慢。火由山下向山上蔓延较快，称冲火，不易扑救；火由山上向山下蔓延则缓慢，称坐火，容易扑救。坡度大小对林火蔓延影响较大，在一般情况下，林火的蔓延速度随坡度的增加而加快，但在平缓地段对林木危害较重，而坡度增大则对林木的危害轻。③风：顺风蔓延的速度最快，逆风蔓延缓慢，侧风蔓延则介于二者之间。风不仅加快可燃物的水分蒸发与蒸腾，加速干燥，促使可燃物更易燃，而且能改变热传播，使对流热能变为热平流，加快林火向前蔓延的速度。在风的作用下，能不断补充新的氧气，加速燃烧的过程。此外，风向能决定林火蔓延方向。在火场上，当风向突变时，火势会减弱，有利扑救。其他气象因子，如温度、湿度、降水、日照等都与林火蔓延有关。林火蔓延与时间密切相关，时间愈长，火场蔓延面积愈大；反之，火场蔓延面积也小。

63 科技人员在计算机房工作

刘广平

64 科技人员在做解析木的工作

刘广平

65 大型自动转绘仪

刘广平

66 假彩色合成影象（杭州湾）

袁凯先供稿

67 比值影象

赵宪文

68 彩色编码片

赵宪文

69 彩色红外航空摄影象片

方有清供稿

70 林火空中红外摄影

程邦瑜

71 森林天然彩色象片

董乃钧供稿

72 多光谱比值合成象片

董乃钧供

73 HCJ-2型红外假彩色航空摄影象片

董乃钧供

林火蔓延的计算方法

苏联阿莫索夫（Г.А.Амосов）的林火蔓延面积计算公式为

式中 S为火灾面积，平方米；V1为顺风火头（火头）速度，米/分；V2为侧方（火翼）速度，米/分；V3为逆风火头（火尾）速度，米/分；t为火灾发生后的时间，分。

1972年美国罗森梅尔（mel）在均匀可燃物中制定的林火蔓延模型，公式为

式中 IR为反应强度，千焦耳·分-1·平方米-1；ξ为传播通量与反应强度的比值，无量纲；?w为风因子，无量纲；?s为坡度因子，无量纲；Po为可燃物排列的颗粒密度，千克/立方米；ε为有效热数，无量纲；Qig为预燃热，千焦耳/千克；R为火蔓延速率，米/分。

参考书目

郑焕能、王业蘧、郭奎德、佟锡久编：《森林防火学》，农业出版社，1963。

and ，Frorest Fire Control and Use，2nd Ed.，McGraw-Hill Book Company，New York，1973.

林火强度是什么？

（intensity of forest fires）

（王正非）

衡量林火强度的定量指标。它以单位时间内，在单位面积上燃烧释放的能量（或功率）表示。林火强度是林火行为的主要特征，可用以判断林火的类型，估算某种林型经过火烧后的受害程度。对研究林火生态，考察和评价林火对于不同树种生长发育以及其他环境因子的影响，都有重要意义。

计算方法

由于林火在燃烧蔓延中，其强度随着有效可燃物的多少和前进速度的快慢而改变。因此，林火强度可用可燃物的性质、能燃烧的可燃物数量，以及蔓延速度等参数来计算。1954年美国拜拉姆（）首先提出林火强度的概念，计算公式为I=QWR

式中 I为林火强度（千瓦/米）；Q为单位重量可燃物的发热量（千焦耳/公斤）；R为林火蔓延速度（米/分）；W为单位面积上的有效可燃物重量（公斤/平方米）。上述公式的物理意义明确，但使用上存在有困难。一是可燃物发热量Q值随可燃物含水量以及物理化学性质不同有着很大的变化范围；二是林区有效可燃物W有反馈作用（火强度高，有效可燃物就多），难以估算。1959年中国科学院林业土壤研究所，曾对大兴安岭的森林可燃物的发热量进行过测定，Q值平均约为16700千焦耳/公斤。

对于林火强度的实际估算，一般利用火焰长度与林火强度存在的指数关系，由火焰长度确定。1982年美国安德略（s）和罗森梅尔（mel）得出实验式：

FL=0.45I0.46

式中 FL为火焰长度；I为林火强度。FL、I都是英制单位，分别为英寸、BTU·英尺-1·秒-1。1984年苏联沃洛克奇娜（А.В.Волокитина）以类似的公式用野外火烧法，估计地表火强度。

划分指标

对林火强弱，尚未有严格的划分指标。第七届世界林业会议第一次委员会148号文件曾规定：对于热带树种，适于规定火烧的火强度为350千瓦/米。如果主林木的树高超过20米时，火强度可达700千瓦/米。由于高强度火容易烧伤林木造成火灾，所以只能允许在低强度下进行规定火烧。显然，火强度等于或小于700千瓦/米，一般应属于低强度火，而火强度大于700千瓦/米可视为高强度火。对于计划火烧和林火控制，美国的分级如表所示。

美国林火强度分级表

参考书目

and ，Forest Fire Control and Use，2nd Ed”McGraw-Hill Book Company，New York，1973.

林火生态是什么？

（forest fire ecology）

（萧功武）

森林中火的特性和后果，以及火对森林生态系统和环境系统相互作用和影响的综合反映。它在生态平衡中有重要作用。

地球上出现森林以来，由于自然和人为引起的林火，对生态和环境系统都带来很大影响。随着人们不断地对火灾的逐渐深入研究，揭示了火的生态作用。20世纪初以来，生态学家和林学家对林火在森林中的效应作了一系列的观测研究，积累了大量的资料，于50～60年代期间提出火是一种活跃的生态因子，并出现了很多有关的研究著作，如《美国西部山区火的规律》、《规定火烧论丛》和《环境中的火》等。美国于1974年首先出版了火生态的专著《火与生态系统》，论述了火对森林生态系统中各种因子的效应。1976年在巴西召开的世界林业会议，对火的效应和营林用火作了专题讨论。1978年美国专门召开了全国火的效应讨论会，根据大量的定性定量资料，把火的效应分为六个专题内容，即火对土壤、水、大气、植物区系、动物区系和森林可燃物的效应。1982年，美国和加拿大的火生态专家编著了《火的生态学》专著。

火对森林生态系统的影响

火长期参与森林生态系统的动态平衡。在地球上，除了很潮湿的热带雨林、寒冷的冻原和干燥的沙漠外，在陆地环境中，火一直是一个重要生态因子。火以高温影响森林，具有“火害”和“火利”的“两重性”。高强度的森林火灾，爆发式释放能量，会烧毁大面积的森林，导致森林环境急剧变化，各种物质循环遭到破坏，生物量、大气、水域和土壤之间动态平衡受到干扰，引起森林结构和功能失调，森林生态系统平衡受到破坏。调整这种失调往往要经过几十年甚至上百年。如果在一定的生态条件下进行低强度的火烧，缓慢地释放能量，不但不会破坏森林生态系统的结构和功能，而且对生态系统中的生物群落、生物种群、土壤、水分等生态因子产生有益的效应。

森林生态系统是地球上开放的生态系统，在生态平衡中占有极其重要的地位。森林植物通过光合作用把太阳能贮存起来，同时，大量的凋落物又经过微生物分解后将一部分能量释放出来，构成森林生态系统中物质循环能量流动的一个重要环节。但是，这个过程比较缓慢。林火则在短期内烧掉累积起来的森林可燃物，使大量的有机物矿质化，以水、二氧化碳、氮和其他灰分元素形式释放出来，同时对其他的生态因子起到很好的调节作用，保证生态系统的良性循环。因此，在某种程度上说，火烧掉了森林的可燃物，以此维持森林生态系统中的物质和能量的动态平衡。

火对植物群落和动物种群的影响

①林火可以引起群落的演替。严重的森林火灾，会使原有群落彻底破坏，出现其他耐极端生态条件的树种演替。如中国东北林区，原来树下耐荫或阴性植物消灭，而喜光的植物如禾本科、莎草科以及其他有固氮能力的豆科植物则繁茂起来，形成杂草群落。一些喜光的阔叶树种（杨、桦、榆、椴）相继繁衍生长，形成桦、杨为主的群落，又逐渐恢复林下小气候，生长出红松幼苗，经过几十年树种的演替，红松又会成为森林的主要成分。因此，火烧后发生的次生演替在形成森林的组成和结构上具有很大影响。②随着植物群落的演替，改变了动物栖息地，使有些动物的食物和生活条件得不到满足，必然会影响动物种群。例如，红松林被林火烧后，靠食球果种子的啮齿动物就会大大减少；一旦烧了偃松林，紫貂也就消失；而喜欢稀疏植被的鸟类却在火烧迹地上聚集。火烧过的林地，微生物群落也会发生相应的改变，细菌增加，真菌和放线菌减少。③中等强度火烧有利于植物种类增加，多种多样种群最大值出现在火烧后的3～5年。火能消耗林地大量的氮素，豆科植物就成为火烧迹地的先锋植物。杨树经过轻微火烧，根部受高温刺激，根蘖大大增加，新长的枝条繁茂，成为优势的杨树幼林。有些植物对火烧还能产生一种特殊的适应性。如北美的班克松，球果开裂和种子萌发在一定程度上是依靠火来完成的；澳大利亚的桉树林，经常通过火烧来整枝。中国大兴安岭的落叶松和西南林区的云南松，是对火烧适应性很强的针叶林树种。

火对环境因子的影响

主要有以下几个方面：①火对土壤的影响。其程度主要取决于可燃物的类型、枯枝落叶层的特点（包括厚度、坚实度和含水率等）和土壤的性质（包括有机质、土壤水分和土壤结构等）。土壤传热复杂，干燥的土壤存在着对流和气体交换传热方式，土壤有水分时其温度不会超过100℃。火的强度对土壤地表温度和土壤的营养元素有重要影响。高强度的火可使林地中磷、钾、钙和镁等元素转变为可溶性状态，容易流失，氮素也因高温而大部分损失，所以会造成土壤贫瘠化。低强度的火能使土壤中的无机物等养分有利于植物的吸收。适当的火烧能增加土壤的pH值，酸性土壤得到改善，并有利于土壤微生物活动，从而增加了土壤的肥力；使土壤中腐殖质迅速矿质化，可给态的营养元素明显增加。火烧会使土壤变得坚硬，呈块状结构，土壤裸露，造成水土流失，降低渗透性和保水性。高温作用也能使粘土变得松脆，改良其可耕性。地面出现的黑灰，能增加吸收太阳辐射能，加速营养物质循环，促进植物快速生长，从而迅速恢复了土壤的保水性，控制土壤侵蚀作用。②林火能影响雨水的截流和渗透性、地表径流和地表侵蚀，以及单位水域或流域降水量和时间的关系，能减少降水对土壤的冲击。一般情况下，火烧了植被和下层地被物会降低截流量，增加地表径流。火烧会使河水总量、径流量和洪峰量增加。③森林可燃物燃烧时会产生各种气体，如CO2、CO等。一吨可燃物能产生1755公斤CO2，还有SO2、O3、NO2、碳氢化合物和多核芳香族碳氢化合物。林火产生的烟尘颗粒所携带的营养元素，通过烟的传递，能使营养元素出现再分配，具有生态意义。④火烧的林地，由于枯枝落叶和小径级下木被烧死，阳光增加，有利草本和下木的生长。同时，火烧林地的空气流通较快，也会增加高大树木的光合作用。林火会产生大量的烟云，挡住太阳光对地面植被的照射而影响生长。