林火干扰对林分结构及植被更新影响研究进展 被引量：1

1

作者 郑鑫 刘晏铭 +5 位作者 司莉青 舒立福 陈锋 王千雪 王烁 张吉利 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期156-162,共7页

林火是森林生态系统中重要的干扰因素。严重的森林火灾会破坏林分结构,影响生态系统的稳定性,但适度火干扰可以促进植被更新,改变群落的演替动态,并提高物种多样性。本文综述了林火干扰对林分结构和植被更新的影响研究进展,特别是林火... 林火是森林生态系统中重要的干扰因素。严重的森林火灾会破坏林分结构,影响生态系统的稳定性,但适度火干扰可以促进植被更新,改变群落的演替动态,并提高物种多样性。本文综述了林火干扰对林分结构和植被更新的影响研究进展,特别是林火干扰对树木存活、林分结构及植被更新的影响。研究表明,林火引起的树木死亡是影响林分结构和树种组成的关键因素;林火干扰后植被群落的变化主要取决于火烧强度,轻度火干扰对乔木层影响较小,而重度火干扰则可能导致生态系统逆向演替。目前,国内外研究主要关注不同林型、火强度、火烈度、季节以及不同过火类型等因素对林分结构和植被更新的影响,尚缺乏林火干扰对树木生长和植被更新机制的长期连续研究。未来研究应重点关注以下几个方面:基于固定样地连续监测,研究不同林火干扰条件下林分结构和植被更新演替的长期动态;完善采样数据集,结合生物物理及生理过程建模,构建更完整的预测体系,以准确预测火后不同树种组成的林分树木生长状况;深入探讨林火与其他扰动因子的交互作用机制,分析其对林分结构的协同影响。研究结果将有助于深入理解林火干扰对林分结构和植被更新的影响,推动该领域的发展。 展开更多

关键词 林火干扰 树木死亡 林分结构 火后更新

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森林火灾污染物质释放及其影响研究进展 被引量：1

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作者 王明玉 司莉青 +6 位作者 陈锋 舒立福 赵凤君 田晓瑞 李伟克 李威 李笑笑 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4933-4944,共12页

森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重... 森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重要污染源之一,这些污染物质与辐射、能见度以及温室效应等问题直接相关。准确地描述森林火灾释放的气体和颗粒污染物释放机理、释放总量、时空分布特征、不同尺度的扩散过程模拟,以及对区域大气环境的影响,对于量化森林火灾释放污染物总量及区域影响具有重要意义。基于森林火灾污染物质释放方面的国内外文献,从火灾释放的污染物质对环境的影响、森林火灾释放污染物定量化和传输路径监测的研究方法、污染物质的扩散和运输模型以及跨区域影响等几个方面进行了综述。森林火灾释放的CO、PM_(10)和PM_(2.5)对环境和人的生命安全造成巨大威胁,而且森林火灾释放的污染物质能够随气流长距离传输,不仅对当地的空气造成污染,污染物也能够随着气团进行长距离传输,并在传输过程与当地气溶胶混合,形成跨区域污染。森林火灾释放污染物扩散、传输模拟通过不同模型相互耦合完成,包括可燃物载量估算模型、可燃物消耗和释放模型、污染物扩散传输模型,以及污染物预测和可视化模型等。总结了国内外森林火灾释放污染物质主要研究方法,并展望了今后研究重点:目前我国关于森林火灾释放物质相关的研究尚不足以支撑我国森林火灾温室气体释放、污染物释放等方面的研究,并且我国目前还没有发展出适合于我国的森林火灾污染物释放模型,以及污染物扩散、传输系统。森林火灾排放因子库大多数引用国外研究结果,在一定程度上增加不确定性,缺乏森林火灾对区域大气环境影响的定量化研究。因此,今后我国应加强对森林火灾污染物质释放与影响的研究,尤其是污染物质扩散和传输模型的预测和可视化研究以及排放因子的测量。 展开更多

关键词 森林火灾污染物 大气环境 扩散模型 跨区域污染

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基于可燃物特征的塞罕坝林场人工林小班森林火险区划 被引量：1

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作者 丁永全 李笑笑 +6 位作者 赵凤君 司莉青 舒立福 闫凯达 张建华 彭志杰 周暖阳 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期107-118,共12页

【目的】以塞罕坝机械林场为例,建立一种基于可燃物特征的森林火险区划方法,为林场尺度火险区划提供借鉴。【方法】选取15个火险影响因子,运用层次分析法(AHP)、专家打分法和判断矩阵法获得小班尺度引燃危险、火强度危险和综合火险的因... 【目的】以塞罕坝机械林场为例,建立一种基于可燃物特征的森林火险区划方法,为林场尺度火险区划提供借鉴。【方法】选取15个火险影响因子,运用层次分析法(AHP)、专家打分法和判断矩阵法获得小班尺度引燃危险、火强度危险和综合火险的因子权重,以小班调查数据和可燃物理化性质测定数据为基础,计算每个小班的引燃危险指数、火强度危险指数和综合火险指数;采用聚类分析法和ArcGIS技术,得到林场内引燃危险、火强度危险和综合火险的等级区划图,分析林场区域的火灾发生危险性。【结果】1)在塞罕坝机械林场,引燃危险等级极高(Ⅴ_(Y))区域面积占林场总面积的9.21%,主要零散分布于林场西部、南部和中部;高(Ⅳ_(Y))和较高等级(Ⅲ_(Y))分布区域较广,全区均有分布,较高以上等级(Ⅲ_(Y)、Ⅳ_(Y)、Ⅴ_(Y))面积占比67.95%。2)火强度危险极高等级(Ⅴ_(Q))面积最大,占林场总面积的46.42%,其次是高等级(Ⅳ_(Q)),面积占比26.38%,二者面积之和占比72.8%,集中在林场南部和西部;较高等级(Ⅲ_(Q))面积占比7.95%,主要分布在东部。3)综合火险等级高(Ⅳ_(Z))和较高(Ⅲ_(Z))面积占比大,分别为29.07%和28.12%;极高等级(Ⅴ_(Z))面积占比也达19.13%;较高以上等级(Ⅲ_(Z)、Ⅳ_(Z)、Ⅴ_(Z))区域面积总占比为76.32%,主要分布于林场西部、南部和中部。【结论】基于层次分析法、聚类分析法和ArcGIS技术的火险区划方法,能在小班尺度很好地进行森林火险分类,得到引燃危险、火强度危险和综合火险区划,对林场等级的可燃物管理有参考价值。塞罕坝机械林场综合火险等级很高,特别是西部、南部和中部;林场火强度危险等级极高(Ⅴ_(Q))和高(Ⅳ_(Q))的区域面积很大,一旦着火极易引发高强度森林火灾。引燃危险等级高和火强度危险等级高的区域并不完全重合,需在引燃危险等级高的区域内加强火源管理和易燃可燃物管理,降低火发生概率,建议在火强度危险等级高的区域和引燃危险等级高的区域之间规划隔离带,以有效阻滞可能发生的林火向火强度危险等级高的区域快速蔓延,防控大火巨灾发生。 展开更多

关键词 层次分析法 ArcGIS技术 森林可燃物 危险性 区划

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云南松鲜针叶中挥发油含量和组分及其在模拟林火预热条件下的溢出特点

4

作者 李笑笑 赵凤君 +6 位作者 舒立福 王明玉 司莉青 李伟克 周暖阳 李威 闫凯达 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期111-119,共9页

【目的】研究云南松鲜针叶中的挥发油在模拟林火预热条件下的溢出特点,并探索挥发油影响林火行为的机理。【方法】采用水蒸气蒸馏法(SD)提取云南松针叶中的挥发油,测定其体积和质量,得到挥发油含量。使用自动顶空进样器模拟火场预热条件... 【目的】研究云南松鲜针叶中的挥发油在模拟林火预热条件下的溢出特点,并探索挥发油影响林火行为的机理。【方法】采用水蒸气蒸馏法(SD)提取云南松针叶中的挥发油,测定其体积和质量,得到挥发油含量。使用自动顶空进样器模拟火场预热条件,与气相色谱‒质谱(GC-MS)分析联用得到不同预热条件下挥发性油质气体的组分构成,通过比较不同预热条件下气体组分和含量的异同,研究挥发油溢出特点。【结果】1)云南松鲜针叶中挥发油的体积含量在10.61~15.43 mL·kg^(-1),均值为13.13 mL·kg^(-1),标准差为2.42 mL·kg^(-1);质量含量在7.86~9.74 g·kg^(-1),均值为8.52 g·kg^(-1),标准差为1.05 g·kg^(-1)。2)在不同温度和时间的预热条件下共分离鉴定出48种挥发油组分,其中绝大多数属于萜类化合物,包括单萜烯、倍半萜烯和其他萜类含氧衍生物,还有微量的酸、醇和酯类化合物。在预热150℃、15 min条件下确认了27种萜类化合物,相对含量占比为89.16%,包括8种单萜烯占比54.70%,14种倍半萜烯占比31.86%,5种其他萜类含氧衍生物占比2.60%。3)随预热温度升高和预热时间延长,云南松针叶溢出的挥发性油质气体越来越多。50℃和75℃温度下挥发油溢出缓慢,溢出气体的量很少;100℃温度下挥发油的溢出量较50℃和75℃明显增加,挥发性油质气体持续溢出,且一直未达到平衡状态;125℃温度下挥发油的溢出量较前3个温度条件呈现跳跃式增加,预热30 min后达到顶空平衡的状态,挥发性油质气体的量不再增加;150℃温度下在预热15 min后,挥发油溢出变缓,逐渐达到平衡状态;175℃温度下挥发油溢出量最多,预热15 min尚未达到平衡状态。4)α-蒎烯是云南松针叶受热溢出的挥发油组分中含量最多的化合物,模拟预热条件下得到其相对含量在23.45%~79.66%,预热50℃温度下α-蒎烯的相对含量最高。5)以175℃、预热15 min条件下的α-蒎烯溢出量为100%,相对而言,50℃和75℃温度下预热60 min的α-蒎烯的相对溢出量仅为14.2%和25.1%;100℃温度下预热60 min的α-蒎烯的相对溢出量可达63.6%;125℃温度下预热30 min的α-蒎烯的相对溢出量达到90%;150℃预热温度下的α-蒎烯的相对溢出量达到90%只需要15 min。【结论】温度越高,云南松针叶中的挥发油越容易快速溢出;云南松针叶中的挥发油组分只有在预热温度达到一定条件后才会溢出,特别是倍半萜烯,但溢出温度远低于该组分的沸点;云南松针叶中的α-蒎烯在很低的预热温度下(50℃)就能溢出,是火场中参与燃烧的主要挥发性油质气体组分,火场温度升高和预热时间延长都会使α-蒎烯溢出量明显增加,其在真实火场大环境中的溢出量和累积规律应做为今后高强度极端火行为研究的重要内容。 展开更多

关键词 云南松 挥发油 挥发性有机化合物 水蒸气蒸馏法 模拟预热 顶空进样 气相色谱-质谱联用

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新时期我国森林火灾管理的问题及对策

5

作者 李伟克 赵凤君 +2 位作者 司莉青 王明玉 舒立福 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第5期38-45,共8页

森林火灾是世界上最常见的自然灾害之一,全球每年大火烧毁森林达数百万公顷。受气候变化影响,森林火灾发生模式正在迅速改变,许多地区火灾发生频率、严重程度以及火灾季节的持续时间都在增加。建国以来,我国共发生森林火灾80余万次,受... 森林火灾是世界上最常见的自然灾害之一,全球每年大火烧毁森林达数百万公顷。受气候变化影响,森林火灾发生模式正在迅速改变,许多地区火灾发生频率、严重程度以及火灾季节的持续时间都在增加。建国以来,我国共发生森林火灾80余万次,受害森林总面积将近4000万hm^(2),近年来我国也发生多起重特大森林火灾伤亡案例,引发社会广泛关注。随着最新一轮党和国家机构改革的不断深入以及迈入“十四五”新时期,我国森林防灭火工作发生了新变化,出现了新的亟须解决的关键问题。具体表现在:气候复杂多变,火灾发生危险性增加;森林资源增长,森林整体燃烧性升高;火源组成复杂,火源管控能力较低;基础设施薄弱,防灭火力量严重不足;经费预算不足,防扑火投入仍需加强等。应通过加强政策引领、研发生态调控技术、加强人为火源管理和雷击火灾防控、增加经费投入等,更好地适应我国森林火灾管理的新形势和解决存在的问题,制定科学的防控措施和应对方案,综合提升我国森林火灾管理能力。 展开更多

关键词 新时期 森林火灾 火灾形势 火灾防控 火灾管理

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雷击火发生预报的研究进展

6

作者 彭玉娴 田晓瑞 +2 位作者 李思薇 司莉青 王明玉 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第2期65-70,共6页

雷击火是最主要的自然火,也是全球植被过火面积的主要形成因子。闪电成因比较复杂,因此很难准确预测闪电和雷击火发生。随着对闪电监测能力的提高,雷击火发生预报在林火管理中逐渐得到应用。雷击火发生预报一般采用统计回归模型或机器... 雷击火是最主要的自然火,也是全球植被过火面积的主要形成因子。闪电成因比较复杂,因此很难准确预测闪电和雷击火发生。随着对闪电监测能力的提高,雷击火发生预报在林火管理中逐渐得到应用。雷击火发生预报一般采用统计回归模型或机器学习方法,包括逻辑回归模型、随机森林模型、广义线性模型等。从雷击火的主要因子、闪电特征和预报方法3个方面总结相关研究进展,重点综述雷击火的驱动因子和发生预报方法。结合当前雷击火预报技术中存在的问题,总结了未来的研究方向。今后需要针对不同生态区的可燃物特征和雷击火发生特点,发展满足不同管理需求的雷击火发生预测模型,提高雷击火发生的预测能力。 展开更多

关键词 雷击火 驱动因子 预测模型 闪电特征

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密集雷电引发大兴安岭群发雷击火过程及其影响因素 被引量：5

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作者 王明玉 苑尚博 +8 位作者 李威 李伟克 宋佳军 司莉青 王亚惠 赵凤君 田晓瑞 李笑笑 舒立福 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期10-20,共11页

【目的】分析引发雷击火各因素的数量化特征,明确密集型雷电过程中各影响因素对雷击火发生影响的机制。【方法】基于雷击火感知体系,对监测到的雷电指标、气象因子和雷击火发生指标进行系统分析,分析2022年春防期大兴安岭雷击火发生的... 【目的】分析引发雷击火各因素的数量化特征,明确密集型雷电过程中各影响因素对雷击火发生影响的机制。【方法】基于雷击火感知体系,对监测到的雷电指标、气象因子和雷击火发生指标进行系统分析,分析2022年春防期大兴安岭雷击火发生的基本情况和密集型雷电过程对雷击火发生的影响,引发雷击火的闪电的数量化特征,以及雷电定位精度和雷击火潜伏期。【结果】2022年大兴安岭春防期共发生了22起雷击火,其中18起为密集型雷电过程引发。地闪和云闪在正负电流区间各有1个峰值,地闪的高频峰值在负电流区,云闪的高频峰值在正电流区。负地闪占地闪总数的82.82%,地闪在-8~-50 kA形成高频次区间,引发雷击火的数量最多,占负地闪数量的84.5%,占地闪总数的70%。在10~30 kA形成正地闪高频区间,占正地闪数量的74.2%,占地闪总数的12.7%,数量远低于负地闪区间。春防期引发雷击火的电流强度平均值为-22.72 kA,最强电流为-48.34kA,最弱电流为-8.70kA。引发雷击火的闪电发生时间相对集中,雷击火多由中午前后的地闪引燃。引发雷击火的密集型闪电发生前有快速升温,伴随空气湿度下降、风速增大的过程,日最高气温和引发雷击火的闪电发生时间基本一致,也是相对湿度最低、风速最高的时间段。春防期雷击火潜伏期从0.56 h至17.62 h。雷电探测定位精度为165~884 m,平均精度为394.5 m。有两起雷击火有雷击木定位坐标,定位精度达到165 m和170 m。【结论】密集型雷电过程引发群发雷击火占雷击火数量的多数,群发雷击火的发生由密集雷电过程耦合极端天气条件,在干旱和可燃物易燃的的条件下发生。雷电过程和降水过程不同步或降水偏少,前期有快速升温过程,密集型雷电过程伴随着气温下降,雷击火多发生在此天气转折期间。在雷击火的监测和预警过程中尤其要关注干旱条件下的密集雷电过程。 展开更多

关键词 雷击火 雷电 全波形三维闪电定位系统 电流强度 气象

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雷电、雷击火发生与人类活动关系 被引量：2

8

作者 司莉青 苑尚博 +3 位作者 赵凤君 舒立福 王明玉 马启明 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-9,共9页

雷电是最常见的自然火灾原因,雷电引发的雷击火与其他类型森林火灾,共同组成全球林火体系。一般认为,作为自然火源的雷击火与人类活动没有关系,是区别于人为火源的,但其实不然,如2019年以来受新冠疫情封控影响,非必要活动和流动性减少,... 雷电是最常见的自然火灾原因,雷电引发的雷击火与其他类型森林火灾,共同组成全球林火体系。一般认为,作为自然火源的雷击火与人类活动没有关系,是区别于人为火源的,但其实不然,如2019年以来受新冠疫情封控影响,非必要活动和流动性减少,污染物浓度和闪电均显著下降。本研究将雷击火与人类现代化进程、居住地扩张、下垫面变化、预测技术与扑救技术发展以及国家法律法规相联系,探究人类活动对闪电以及森林雷击火发生的影响。闪电是雷击火发生三要素(火源、可燃物、有利于火扩散的环境)中的火源,能引发雷击火的闪电主要是云地闪电,近几十年来人类活动影响环境中的气溶胶含量,而气溶胶是影响闪电的主要因素,城市地区排放的大量污染气溶胶、生物质燃烧排放的烟尘气溶胶以及城市热岛效应均使闪电发生概率提高。不同地表覆盖类型的年均地闪密度差异较为明显,建设用地的年均地闪密度最高。森林区域的强闪电密度大,陡度也较高,森林大多分布在高海拔区域,与之前研究的高海拔地区闪电频次高是吻合的。闪电强度大、陡度高,破坏力更强,森林区域容易发生雷击事故。雷电具有选择性放电的特征,即会向一些特殊地区放电,这些特殊地区被称为雷击选择区,如地下水露出地面的地方、不同电导土质相接的地方、地下有金属矿体(如铜矿、铁矿)以及地下湖泊和水库区。人类挖矿留下的矿区废石场、山顶修建水库、山区铺设输电线路等活动均会造成土壤电导率变化,进而带来雷击,同时由于山区树木繁多,避免由此引发的雷击火也同样重要。随着雷电监测技术的发展,我国部分地区建立了闪电定位监测系统,特别是2021年国家林业和草原局启动森林雷击火防控“揭榜挂帅”应急科技攻关项目,项目组构建了以全波形三维雷电探测网为主体的大兴安岭雷击火感知系统,覆盖大兴安岭林区,可以实时精准定位云地闪发生位置,雷击火监测预警能力和雷击火发现效率显著提高。国家法律法规则通过影响森林植被和气候变暖而间接影响雷击火。该研究有望为未来森林雷击火的发生及防控预警提供参考,并为制定相应政策提供依据。 展开更多

关键词 雷电 雷击火 人类活动 现代化进程 监测预警

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雷电分布特征与雷击森林火预警 被引量：2

9

作者 司莉青 王明玉 +3 位作者 陈锋 舒立福 赵凤君 李伟克 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-8,共8页

闪电引发的野火造成了全球范围内生态、财产和生命的重大损失。随着气候变暖以及厄尔尼诺等现象的出现,全球雷暴和闪电活动显著增加,由其引发的雷击火造成的燃烧面积也显著增加。然而,目前对闪电点火过程和机制的研究还存在很大空白。... 闪电引发的野火造成了全球范围内生态、财产和生命的重大损失。随着气候变暖以及厄尔尼诺等现象的出现,全球雷暴和闪电活动显著增加,由其引发的雷击火造成的燃烧面积也显著增加。然而,目前对闪电点火过程和机制的研究还存在很大空白。本文对雷电分布特征、影响雷电密度的因素以及我国雷暴日的规律进行总结归纳,并将其与雷击火的发生和预测相关联,探究闪电规律与雷击火发生之间的关系。闪电的发生,在时间上具有随机性和瞬时性的特点,闪电发生地域不同,其特征也不相同,闪电密度东部比西部高,南部比北部高,陆地比海洋高。森林雷击火是由地闪电流的热效应所导致,引燃与否与闪电的极性、电流强度等特征密切相关。闪电密度还受到海拔、植被分布、土壤类型、地形以及火烧迹地等因素的影响,海拔升高引起强制对流,雷击,林地、灌木和草原由于地表加热程度不同导致雷击密度也不同,而大型火烧迹地通过增强自由对流或中尺度环流引发雷击。受人类活动强烈影响的地区(如城市、采矿区和工业区)的闪电活动更多。从土壤类型来看,冲积土、过渡性红砂土和淋溶土与闪电活动的增加有关。森林大火产生的火积云也可能会引发又一场火灾。我国东经105°以东地区的平均雷暴持续时期随纬度减小而递增。闪电引起雷击火的过程包括放电加热阶段、热反馈阶段和自燃火焰阶段3个阶段,且气候变化会影响闪电的发生和点火概率。在未来,闪电发生次数和着火概率的增加很大程度上会导致空间和时间上火灾风险的增加。目前,闪电预测雷击火模型中往往没有严格评估闪电的发生情况,未来有必要开发一种用于检测闪电长期趋势的系统,通过卫星通信、无人机航拍、利用现有的大气电场测量系统,同时结合人工引雷、野外点火等试验手段,建立雷击火智能化预报模型,以提高我国雷击火发生概率预报的准确度,实现对雷击火的有效防控。 展开更多

关键词 雷击火 雷暴日 云地闪 点火机制 气候变化

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城市污泥与园林废弃物堆肥混合添加对土壤改良的影响 被引量：29

10

作者 司莉青 陈利民 +2 位作者 郑景明 周金星 彭霞薇 《草业科学》 CAS CSCD 2018年第1期1-9,共9页

以北京市城市污泥与园林废弃物为研究对象,采用盆栽方法,将污泥与园林废弃物堆肥按不同体积配比(1∶0,1∶3,1∶1和0∶1)混合后作为改良基质,设置不同施加量(无混合物、25%混合物、50%混合物、75%混合物、100%混合物),比较其对种植高羊茅... 以北京市城市污泥与园林废弃物为研究对象,采用盆栽方法,将污泥与园林废弃物堆肥按不同体积配比(1∶0,1∶3,1∶1和0∶1)混合后作为改良基质,设置不同施加量(无混合物、25%混合物、50%混合物、75%混合物、100%混合物),比较其对种植高羊茅(Festuca arundinace)后盆栽土壤的改良作用以及对植物的影响。结果表明,污泥与园林废弃物堆肥1∶1混合后土壤p H相比对照有明显降低(P<0.05),加入改良基质后与对照相比电导率均有提高,但4个月后电导率降低至正常范围(0.5~1.5 ms·cm-1);加入改良基质后土壤有机质、全氮、全磷含量显著提高(P<0.05),而且土壤速效磷成倍增加。本盆栽试验所用土壤重金属Cr、Pb含量较高,加入改良基质并种植高羊茅后4种重金属浓度均降低;重金属向高羊茅体内的迁移能力以Pb最强,Zn、Cr次之,Cu最弱;高羊茅的发芽与重金属Cr含量关系密切,而其生长则主要与土壤中氮的含量相关紧密。本研究表明,高羊茅作为常见草坪草,对重金属有强烈的吸附作用,可以用来改良被污染的土地;污泥与园林废弃物堆肥混合之后,虽然对重金属的总量无明显影响,但可能改变重金属的形态,更有利于被植物和微生物吸收并降解。 展开更多

关键词 高羊茅 混合添加 土壤改良基质 养分元素 重金属 迁移能力 聚类分析

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雷击火高发的呼中地区瞭望塔配置的可视性评价 被引量：1

11

作者 王明玉 李伟克 +4 位作者 舒立福 司莉青 赵凤君 李威 李笑笑 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期9-21,共13页

【目的】分析和评价我国森林雷击火高发区——呼中地区的瞭望塔监测体系,为完善当地瞭望塔布局建设,切实提升当地森林火灾防控能力提供依据。【方法】基于地理信息数据,利用ArcGIS、Origin等软件,对呼中地区现有的36座瞭望塔的可视性进... 【目的】分析和评价我国森林雷击火高发区——呼中地区的瞭望塔监测体系,为完善当地瞭望塔布局建设,切实提升当地森林火灾防控能力提供依据。【方法】基于地理信息数据,利用ArcGIS、Origin等软件,对呼中地区现有的36座瞭望塔的可视性进行分析,并结合研究区1990―2020年历史森林火灾数据评价瞭望塔的火灾监测能力。【结果】研究区96%以上的森林火灾是雷击火,多发生在夏季的中午至傍晚时段,其中呼中国家级自然保护区南部、呼源林场中东部、呼中林场的西部、中部和北部以及碧水林场和呼中林场交界处等区域是雷击火高发区。雷击火多分布在海拔700~1100 m之间的山体缓坡、东南坡和南坡坡向上;呼中地区瞭望塔系统整体可视性良好,各林场间的瞭望塔系统可视性基本相当,但单个瞭望塔之间可视性差异较大,其中呼中国家级自然保护区内各瞭望塔的可视性水平较高,也最为平均;叠加分析显示,72.73%的森林火灾落在瞭望塔可见区域内,而落在监测盲区内的火灾主要分布在呼中林场的西南部和碧水林场的东南部,落在瞭望塔可见和不可见区域的火灾坡向差异明显,前者多分布于东南坡和南坡,而后者多分布在北坡、东北坡、东坡。【结论】呼中地区瞭望塔系统整体可视性水平较好,高于全国平均水平,但单体瞭望塔之间可视性能力差异较大,存在明显监测盲区,特别是对阴坡、半阴坡林地的火灾监测能力较薄弱,需重点加强。 展开更多

关键词 雷击火 森林防火 瞭望塔 可视性 呼中地区

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生物防火林带阻火效率差异机理研究进展 被引量：3

12

作者 司莉青 舒立福 +1 位作者 王明玉 赵凤君 《陆地生态系统与保护学报》 2022年第4期53-59,共7页

近几年受全球极端天气影响,全球重特大森林火灾频发。如何高效地控制森林火灾,特别是重特大森林火灾,依然是困扰世界各国的难题。生物防火林带可以阻断或延缓林火蔓延,把森林火灾控制在一定范围内,从而降低重特大森林火灾发生的概率,同... 近几年受全球极端天气影响,全球重特大森林火灾频发。如何高效地控制森林火灾,特别是重特大森林火灾,依然是困扰世界各国的难题。生物防火林带可以阻断或延缓林火蔓延,把森林火灾控制在一定范围内,从而降低重特大森林火灾发生的概率,同时可以增加森林面积,提高碳储量,对实现“双碳”目标意义重大。分析生物防火林带的建设现状以研究林带发挥阻火效率差异的机理,有助于拓展生物防火林带阻火机理新思路。本文综述了影响生物防火林带阻火效率方面的主要研究进展,特别是生物防火林带的配置、林带内外小气候特征、土壤理化性质特征以及防火林带阻火效率评价方法几个方面的研究现状。同时,提出了生物防火林带的未来研究发展方向,为今后生物防火林带建设以及如何充分发挥其阻火效率提供可靠的参考。 展开更多

关键词 生物防火林带 阻火效率 小气候特征 评价方法

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俄罗斯北部林区的野火对策管理 被引量：2

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作者 周静 司莉青 陈锋 《温带林业研究》 2021年第3期1-4,共4页

在欧亚大陆北部地区发生的林火不仅是一种地理现象,而且还是一种历史现象,它对于环境的影响不仅是地方的、地区的,而且还是世界的。俄罗斯地区森林类型的多样性、生长条件、地貌特性、森林结构和生产力以及人类起源等因素决定了不同的... 在欧亚大陆北部地区发生的林火不仅是一种地理现象,而且还是一种历史现象,它对于环境的影响不仅是地方的、地区的,而且还是世界的。俄罗斯地区森林类型的多样性、生长条件、地貌特性、森林结构和生产力以及人类起源等因素决定了不同的火灾类型、火灾的分布、强度。近年来越来越逼近北极圈的俄罗斯森林火灾加剧了冻土层的融化和碳排放的增加,对生态环境产生了严重影响。本文对俄罗斯北部林区的野火状况及火灾的管理能力进行了梳理与归纳,提出了应对气候变化和人类活动影响下林火频发的策略,建议应加强区域火灾联防效率和国际合作扑救野火,加强航空护林事业的现代化管理,将对我国的林火管理工作起到一定的借鉴和指导作用。 展开更多

关键词 野火对策 林火扑救 国际合作

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黑龙江大兴安岭林区雷击火时空分布及驱动因素分析 被引量：8

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作者 臧桐汝 舒立福 +4 位作者 王明玉 赵凤君 同小娟 司莉青 陈锋 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2022年第12期64-76,共13页

【目的】研究大兴安岭地区雷击火的发生规律和关键影响因素,为大兴安岭林区雷击火防控决策提供指导。【方法】基于1968-2010年黑龙江大兴安岭地区的雷击火历史统计数据,以及雷电定位监测数据、植被数据、气象数据、DEM数据等,利用Arcma... 【目的】研究大兴安岭地区雷击火的发生规律和关键影响因素,为大兴安岭林区雷击火防控决策提供指导。【方法】基于1968-2010年黑龙江大兴安岭地区的雷击火历史统计数据,以及雷电定位监测数据、植被数据、气象数据、DEM数据等,利用Arcmap和统计软件从雷电活动(雷电流强度、陡度、电流极性、能量)、气象因子(降水量、风速、相对湿度、气温)、林分类型(落叶松林、阔叶林、针阔混交林、灌木林等)和地形(坡度、坡向、海拔)等方面,分析大兴安岭地区雷击火的发生规律。【结果】黑龙江大兴安岭地区1968-2010年共发生508次雷击火,主要集中在5-8月份,其中6月份最为频繁;10:00-17:00是雷击火高发时段;阿木尔、塔河、呼中、新林和松岭是大兴安岭雷击火易发地区。雷电活动对雷击火发生有一定影响,引发雷击火的闪电多为负闪,雷电流强度和陡度分别为-10~-1 kA和-10~-1 kA/μs,雷电流释放的能量与雷击火的发生之间无明显规律性。气象因子中,气温与雷击火发生呈极显著正相关,降水量、相对湿度和风速与雷击火发生相关性不显著。雷击火的发生同样受林分类型和海拔的影响,主要发生在落叶松林中,0°~10°坡度雷击火发生较频繁,坡向对其影响并不显著,海拔300~900 m的地区为雷击火高发区。【结论】明确了大兴安岭地区雷击火的发生规律及影响因素,建议在夏季尤其是6月份对重点林区进行雷击火的监测和预防。 展开更多

关键词 大兴安岭 雷击火 森林火灾 雷电活动

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基于VLF/LF三维闪电定位系统的大兴安岭闪电时空分布特征 被引量：4

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作者 李伟克 舒立福 +6 位作者 苑尚博 宋佳军 李威 司莉青 赵凤君 王亚惠 王明玉 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期21-30,共10页

【目的】分析大兴安岭闪电发生规律,为雷击火监测预警和防范扑救提供科学依据。【方法】基于大兴安岭2019—2021年VLF/LF三维闪电监测数据,分析大兴安岭闪电(云闪、地闪、负闪、正闪)数量、峰值电流强度、云闪高度以及时空分布规律。【... 【目的】分析大兴安岭闪电发生规律,为雷击火监测预警和防范扑救提供科学依据。【方法】基于大兴安岭2019—2021年VLF/LF三维闪电监测数据,分析大兴安岭闪电(云闪、地闪、负闪、正闪)数量、峰值电流强度、云闪高度以及时空分布规律。【结果】1)2019—2021年,大兴安岭共探测到闪电710487次(其中,黑龙江大兴安岭321667次,内蒙古大兴安岭388820次),平均每年236829次。大兴安岭闪电以负地闪为主,其中云闪∶地闪比例和正闪∶负闪的比例均大致为1∶5。大兴安岭正、负闪峰值电流强度的范围分别为4.5~371kA和-501.7~-4.5kA,大多数闪电峰值电流强度的绝对值集中在4.5~50kA之间。大兴安岭平均云闪高度为4.72 km,其中88.09%的云闪高度在10 km以下;2)大兴安岭平均闪电日数为每年127天,闪电从4月末开始至10月中下旬结束,多发生于5—8月,其中7月是集中高发期。闪电发生单日呈单峰变化规律,10:00起闪电开始增多,12:00—17:00是高发时段,18:00后闪电数量逐渐减少,午夜至凌晨阶段闪电总量明显减少;3)大兴安岭闪电呈空间聚集性分布,整体看黑龙江大兴安岭闪电密度明显高于内蒙古大兴安岭。高密度闪电区主要集中在黑龙江大兴安岭的呼中、塔河、韩家园、新林、南瓮河自然保护区和加格达奇等地;4)低强度负地闪这类容易引发雷击火的闪电主要集中在黑龙江大兴安岭的西林吉和图强南部,塔河大部及呼中北部,南瓮河自然保护区以及内蒙古大兴安岭的满归北部和汗马、金河等小部分地区。【结论】大兴安岭闪电发生具有明显的时空异质性,基于闪电发生规律和易引发火灾的特定类型闪电开展针对性的监测预警和提前部署,是防范重大雷击火灾发生的有效手段。 展开更多

关键词 大兴安岭 三维闪电定位系统 云闪和地闪 正闪和负闪 时空分布 雷击火

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Pb^(2+)、Cd^(2+)复合胁迫对桑树光合作用的影响 被引量：32

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作者 张嘉桐 关颖慧 +3 位作者 司莉青 彭霞薇 孟丙南 周金星 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期16-23,共8页

【目的】土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合... 【目的】土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合作用的影响与差异很有必要。【方法】本研究以桑树幼苗为实验材料,通过添加不同质量分数的Pb2+和Cd2+进行桑树幼苗土培实验,分析单一胁迫与复合胁迫对桑树幼苗生长指标、光合色素含量和光合作用指标的影响与差异。【结果】Pb2+单一胁迫降低了桑树叶绿素含量和类胡萝卜素含量,Cd2+单一胁迫对叶绿素含量是"低促高抑",对类胡萝卜素而是随Cd2+含量的增加抑制作用增强。复合胁迫对桑树光合色素含量起到抑制作用,且程度强于单一胁迫。桑树叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)及表观量子效率(φ)均受到重金属胁迫的抑制作用,且随含量增大,抑制作用增强。单一胁迫和复合胁迫对桑树叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)均起到抑制作用,从而显著地限制了桑树的生长。【结论】重金属单一胁迫及复合胁迫对桑树幼苗的生长指标、光合色素含量以及光合作用均有抑制作用,且重金属含量越高,桑树幼苗受到的抑制作用越强,复合胁迫对桑树幼苗的抑制作用存在协同效应,毒害程度强于单一胁迫;在重金属胁迫条件下,桑树表现出了较强的耐重金属性。 展开更多

关键词 桑树 复合胁迫 光合作用 生长

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四川省雷击火时空分布特征及影响因素分析 被引量：4

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作者 陈涤非 王明玉 +4 位作者 司莉青 赵凤君 李威 李伟克 舒立福 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期32-40,共9页

【目的】研究四川省雷击火时空分布规律,分析影响雷击火发生的主要影响因素,为四川省雷击火防控提供理论基础和参考依据。【方法】以四川省2001—2021年雷击火历史统计数据为基础,分析了该省雷击火在不同时间尺度上的变化特征,使用多距... 【目的】研究四川省雷击火时空分布规律,分析影响雷击火发生的主要影响因素,为四川省雷击火防控提供理论基础和参考依据。【方法】以四川省2001—2021年雷击火历史统计数据为基础,分析了该省雷击火在不同时间尺度上的变化特征,使用多距离空间聚类分析等方法分析了雷击火的空间分布状况与格局;利用地理信息技术、SPSS统计软件等工具,通过对历史气象数据、数字高程模型(DEM)数据、林地资源数据等进行处理,分析了地形、气象、植被等因素对四川省雷击火的影响。【结果】2001—2021年四川省共发生雷击火72起,多发生于3—6月,其中4月是集中高发期;主要发生时段为14:00—18:00,其中15:00—16:00是雷击火最易发生的时间段。雷击火主要集中在川西南的凉山州、攀枝花市以及川西的甘孜州,尤以雅砻江流域最为集中。降水量、相对湿度是影响四川省雷击火发生次数的主要气象因子,气温、风速影响不显著。除气象因子外,雷击火受地形、植被类型影响明显,雷击火主要发生在海拔2 500~4 000 m范围内、坡度26°~45°之间、以及半阳坡或半阴坡。最易发生雷击火的林分类型是高山松林,其次为云南松林。【结论】四川省雷击火在月、日2个时间尺度下分布规律明显,多发生于夏季的下午时段;在空间上具有显著的空间聚集性特征,主要聚集在甘孜州、凉山州,尤其是雅砻江中下游区域;雷击火发生受降水量、相对湿度等气象因子影响显著,且在特定地形条件和植被类型中具有易发性。 展开更多

关键词 四川 雷击火 时空分布 森林火灾

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火干扰对西伯利亚泰加林林分结构与碳释放的影响研究进展

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作者 司莉青 王明玉 +2 位作者 赵凤君 王成虎 高桂云 《陆地生态系统与保护学报》 2022年第3期65-72,共8页

泰加林是世界上最大的陆地生物群落,占世界森林覆盖率的29%,对调节全球气候有着至关重要的作用。由于泰加林内枯枝落叶分解速率极低,经过多年的积累后,地表的枯枝落叶层和腐殖质层很厚,发生森林火灾的风险高。火干扰是泰加林生态系统最... 泰加林是世界上最大的陆地生物群落,占世界森林覆盖率的29%,对调节全球气候有着至关重要的作用。由于泰加林内枯枝落叶分解速率极低,经过多年的积累后,地表的枯枝落叶层和腐殖质层很厚,发生森林火灾的风险高。火干扰是泰加林生态系统最主要的自然干扰,也是塑造森林群落结构和动态特征最强大的生态因子。火干扰后泰加林的过火面积、林分演替以及碳释放量的研究,是在预期的全球变暖情况下推断火后林分演替趋势的基础步骤。本文综述了位于西伯利亚的泰加林由野火所引起的森林结构与功能的变化和火干扰对泰加林区碳释放量的影响,同时分析了西伯利亚泰加林森林与居住区交界处的抗火性策略,可以为全球气候变暖趋势下研究火干扰对中西伯利亚泰加林林分演替以及碳的释放量提供参考。 展开更多

关键词 火干扰 西伯利亚林区 气候变化 林分结构 碳释放

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大兴安岭1980—2021年雷击火时空分布特征 被引量：1

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作者 李威 舒立福 +6 位作者 王明玉 李伟克 苑尚博 司莉青 赵凤君 宋佳军 王亚惠 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期22-31,共10页

【目的】分析1980—2021年大兴安岭雷击火发生历史,了解该地区雷击火的时空分布规律以及42年间的动态变化,为雷击火防控提供科学依据。【方法】基于1980—2021年大兴安岭雷击火统计资料、研究区行政区划、DEM数字高程模型,计算得到研究... 【目的】分析1980—2021年大兴安岭雷击火发生历史,了解该地区雷击火的时空分布规律以及42年间的动态变化,为雷击火防控提供科学依据。【方法】基于1980—2021年大兴安岭雷击火统计资料、研究区行政区划、DEM数字高程模型,计算得到研究区的海拔、坡向和坡度分布图及对应面积,结合研究区划图,分析雷击火的空间分布特征与动态变化趋势。【结果】1)在1980—2021年间,大兴安岭地区共发生雷击火1651起,过火总面积473088.8 hm2。89.4%的雷击火过火面积在100 hm2以内。2000—2021年雷击火数量约为1980—1999年的3.5倍。95.9%的雷击火发生在5—8月,52%的雷击火发生在13:00—17:00,雷击火数量在6月15日春季防火期结束的几天内迅速增加。经度上,雷击火集中在121.2°E和122.5°E 2个中心附近;纬度上,80%的雷击火集中于51°N—53.5°N之间。不同行政区划的雷击火密度和雷击火面积比差异显著,总体上黑龙江全面高于内蒙古。雷击火集中于坡度4°~12°,占总数48.9%;坡度大于4°时,雷击火数量出现随坡度升高而减少的趋势。海拔范围600~800 m内的雷击火最多,占总数33.2%;只有1.3%的雷击火发生在海拔1200 m以上地区。西南坡雷击火最多,为219起(13.9%);西北坡雷击火最少,为177起(11.2%)。2)有关因子与雷击火数量的Pearson相关分析表明,雷击火数量与经度(R=–0.155,P≤0.001)、坡度(R=–0.523,P≤0.001)存在极显著负相关,与对应海拔面积(R=0.336,P≤0.001)、林业局面积(R=0.559,P≤0.001)存在极显著正相关,与对应坡度面积(R=0.734,P≤0.05)存在显著正相关,与纬度、海拔、对应坡向面积不存在显著相关。3)雷击火活跃日数在1980—1985年最少(35±16.1)天,1986—1997年开始上升(77.3±58.5)天,1998—2011年达到高峰(112.1±47.9)天,2012—2021年出现回落(68.1±33.2)天。以5年为间隔将1980—2021年划为8个时期后,第3~7个5年时期中的雷击火第一次高峰日存在逐渐前移的现象。【结论】大兴安岭的雷击火数量从2000年开始出现明显上升,一年中6月最多而8月最少,一天中以13:00—16:00最多而23:00—5:00最少;雷击火在空间上的分布有聚集趋势,除坡向外,其他空间类型基本符合面积越大,雷击火数量越多的规律。雷击火在不同坡向分布的差异明显,主要表现为南较北多,东较西多;在1980—2021年间的4个时期(1980—1985、1986—1997、1998—2011、2012—2021年)雷击火活跃日呈“平缓—上升—高峰—回落”的动态变化。雷击火第一次峰值日在年尺度上无明显规律,但在5年尺度上从第3~7个5年期间累积提前了24天。 展开更多

关键词 大兴安岭 雷击火 时空分布 动态特征

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煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的试验研究 被引量：10

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作者 秦琪焜 方健梅 +4 位作者 王根柱 司莉青 周金星 万龙 韩金斌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期304-314,共11页

同为废弃物的煤矸石和城市污泥在性质上存在着一定的互补性,目前针对协同利用这2种废弃物的研究较少。为探究煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的可行性并得到具体的高效利用方式,研究使用不同体积占比(50%、60%、70%、80%、90%)和不同... 同为废弃物的煤矸石和城市污泥在性质上存在着一定的互补性,目前针对协同利用这2种废弃物的研究较少。为探究煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的可行性并得到具体的高效利用方式,研究使用不同体积占比(50%、60%、70%、80%、90%)和不同粒径大小(≤2目(8.0 mm)、≤4目(4.75 mm)、≤8目(2.36 mm))的煤矸石与城市污泥混合制成15种植生基质,施用于沙土并种植高羊茅(Festuca arundinacea L.),通过测定分析土壤重金属和营养元素含量以及植物的发芽率和生物量积累情况来评价煤矸石与城市污泥共处置的效果。结果表明:污泥可作为植生基质的主要营养源,尤其可以提供大量的磷元素;煤矸石本身含有一定的营养物质且可以调节植生基质的物理结构,使其更适用于困难立地;与其他粒径组相比,煤矸石粒径大小≤8目时土壤中的有机物含量显著提高(P<0.01);煤矸石的体积占比和粒径大小都对高羊茅的生物量积累有显著影响且两变量之间有明显的交互作用,综合考虑得到当煤矸石与城市污泥的体积配比为1∶1(煤矸石体积占比50%),煤矸石粒径大小≤8目时,土壤的保水保肥性表现最佳,煤矸石的养分可以得到更为全面的补充,制得的植生基质可以得到相对最佳的土壤改良效果,验证了煤矸石与城市污泥混合制成植生基质的协同利用方法具有可行性。 展开更多

关键词 煤矸石 城市污泥 植生基质 盆栽试验 混合制备

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