中蒙边境森林草原火灾动态及其对气候变化的响应

Based on forest grassland fire ecology and combustion theory, we study forest and grassland combustibles on Sino Mongolian border using field investigation, location monitoring, indoor burning experiment and model analysis, thus to analyze the temporal and spatial variation, establish the fire behavior model and reveal the mechanism of the effect of climate change on fire behavior. We also study on the relationship of combustibles load and its properties with climatic factors, analyze the distribution characteristics of combustibles based on remote sensing images, prove up combustibles distribution in Mongolia border region and investigate the relationship between forest grassland fires and climate change. By monitoring combustibles moisture, we simulate and analyze daily variation and time variation of combustible, discuss the effects of different meteorological conditions on fire behavior of forest and grassland, and do exploratory researches on the mechanism of fire behavior of different combustibles types. Finally, based on the forementioned analyses, we investigate the relationship between climatic conditions and fire behaviors, propose reasonable suggestions under different climatic conditions and different types of combustible conditions, simulate and optimize the forest grassland fire prediction model, and provide a scientific basis for the protection of ecological resources in China Mongolia border region.

基于森林草原火灾生态学和燃烧学理论，以中蒙边境森林和草原可燃物为研究对象，采用野外调查与定位监测、室内点烧实验与模型分析相结合的方法，分析气候变化对森林草原可燃物的的影响程度，分析森林草原火灾的时空变化规律，建立火行为模型，揭示气候变化对火行为的影响机制；研究可燃物载量及其性质与气候因子的关系，分析基于遥感图像的可燃物分布特性，探明中蒙边境地区可燃物分布情况，探讨森林草原火灾与气候变化的关系；基于可燃物含水率的监测，模拟分析可燃物的日变化和时变化过程，探讨不同气象条件对森林草原火行为的影响，探索性研究不同可燃物类型火行为的作用机理。基于上述研究，分析气候条件和火行为的关系，提出不同气候条件、不同可燃物类型的合理扑火建议，模拟优化森林草原火灾预测预报模型，为我国中蒙边境地区的生态资源保护提供科学依据。

内蒙古自治区与蒙古国毗邻，两国边境线长达4710Km，其中有森林、草原相连的边境线1600Km，辖区内森林352万hm2、草原5000多万hm2，火灾多发频发，本研究拟为中蒙边境森林草原火灾防控提供科学支持。. 本项目主要研究内容包括：（1）内蒙古森林草原火灾时空特征研究；（2）气候变化对森林草原火灾的影响及未来趋势分析；（3）森林草原可燃物热解动力学以及燃烧性评价；（4）火环境因子对地表可燃物含水率的影响及含水率空间异质性研究；（5）不同纬度草原土壤化学计量特征及草原可燃物火行为模拟研究；（6）基于火险区划的内蒙古大兴安岭森林火灾保险费率厘定研究。. 重要结果如下：（1）草原火灾重点区域是呼伦贝尔市、兴安盟及鄂尔多斯市；林火多发于呼伦贝尔市、赤峰市、鄂尔多斯市和兴安盟等地区，受害森林面积变化周期间隔为16a；雷击火主要发生在内蒙古大兴安岭；（2）呼伦贝尔市森林草原火灾次数和过火面积与SPEI有很高的拟合程度，为二次函数，未来干旱程度将会延续；（3）内蒙古大兴安岭乔木抗火树种为兴安落叶松和平榛；草原可燃物燃烧性：新巴尔虎右旗<东乌旗<二连浩特市；（4）林内气象指标和灌木盖度是影响地表可燃物含水率的重要因子，秋防预测模型精度优于春防；合适的取样密度和强度可以更好地揭示地表可燃物含水率的空间变异特征，具体取样强度为16个以上、取样间距为3m；（5）纬度、降水和pH 值是影响草原土壤中C、N、P变化的主控因子；二连浩特市、东乌旗、新巴尔虎右旗草原可燃物阻滞时间为28s、15s和22s；（6）内蒙古大兴安岭森林火灾危险性分为4个等级，保险费率为：高风险地区风险费率：7.309‰-3.096‰，较高风险区费率：3.096‰-2.486‰，一般风险区费率：2.486‰-2.092‰，低风险区费率：2.092‰-1.996‰。. 研究结果有助于把握该区域森林草原火灾发生时空发展规律，评估、调整并改进火灾管理政策，提高该地区的火灾管理水平。