中国林科院森环森保所研究了中国北方林中防火隔离带的优化设计

森环森保所森林防火与应急管理学科组在《Science of the Total Environment》(环境科学)在线发表了题为“An optimal firebreak design in the boreal forest of China” (中国北方林中的防火林隔离带优化设计, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.146822)的研究论文。
野火常常引起森林资源损失和环境的改变。可燃物管理和防火隔离带是常用的预防手段，防火隔离带在我国林火管理中得到普遍应用，但还没有评估过隔离带密度、宽度和空间格局等因子对降低火险的作用。在这项研究中，我们采用燃烧概率（BP）和建设成本作为衡量指标，确定了北方森林中隔离带的最佳设计。以当前无人工隔离带的景观为基准情景，评估了49个隔离带模拟情景下的BP变化，模拟情景涉及11个密度、3种宽度和两种空间配置方式。根据2005-2018年火险期的天气条件，采用Burn-P3模型模拟每个情景下的BP。
结果表明：1）在宽度和空间格局不变时，BP随防火隔离带密度的增大而减小（图1）；2）在距离防火隔离带2000 m范围内，当宽度从30 m增加到60/90 m且密度不变时，BP显著减小；3）空间优化配置方式可以有效地减少BP高和极高的区域；4）防火隔离带的优化设计采用密度4.1 m/ha、草地中30 m宽和森林中60 m宽的隔离带，以及基于BP优化的空间配置模式。与当前隔离带情景相比，最佳防火隔离带情景下的BP将降低25.2%（图2），并且BP高和极高的区域显著减少。
该论文的第一作者为2018级硕士研究生宗学政，通讯作者为田晓瑞研究员。该研究由国家自然科学基金和国家重点研发计划项目课题共同资助。(田晓瑞/森环森保所)
图片说明:
图1 隔离带密度、燃烧概率和经济成本之间的关系。(a)防火带宽度相同(60米)，(b)按可燃物类型类型调整宽度(森林60米，草地30米)。ki是BP的变化率。
图2 防火带情景及相应的BP模拟结果。(a)基准情景的BP；(b)当前情景下的BP；(c)最佳隔离带情景下的BP；(d)当前的隔离带；(e)最佳隔离带情景。
田晓瑞 中国林科院森环森保所 2021-04-08

关键词 防火隔离带  优化设计  中国北方  森林防火  林火管理  图片