(林火管理)试卷及答案.doc

专业学位硕士林火管理期末试题1、 遥感在森林防火中的应用综述遥感技术在森林防火中的应用始于本世纪20年代以后;30年代加拿大和美国曾研究过利用航空遥感编制小面积森林分布图,用于森林可燃物区划;40年代用于制定防火计划、探侧火情和灾害损失量的估计,50年代用偏光片摄影机(Pola:。idCamers)取得的航空象片上,快速得到信息进行早期地火灾识别。在这种摄影机取得的象片上,在几分钟内就可勾绘出营火地点。60年代以后,美国林业局北方森林火灾实验室在米苏拉(Missoula)和蒙大拿(Montana)地区开始研究火灾探测程序,其目的是研究出一种探测日、夜发生的人为火和雷电火的有效系统。70年代以后,由于陆地卫星出现和电子计算技术迅速发展,遥感技术跨入了一个新阶段,给森林防火提供了一项新技术。1974年加拿大利用卫星图象、DEC一10型数字计算和Bendix多光谱分析显示系统进行森林分类,并使多光谱图象进行时相迭加,对森林可燃物进行分类和识别。80年代遥感技术用于森林防火得到了迅速发展。在发现火情、指挥灭火、监侧火情和预报森林火灾等方面得到了广泛的应用,成为现代森林防火中不可缺少的一门学科。遥感技术在森林防火中的主要内容概括为:森林火灾的探测、指挥灭火、森林火灾调查和确定火险等级等。 一、森林火灾的探测一发现火情森林火灾探测的主要目的是及时也发现火情,把它扑灭在未成灾之前,火烧成片的森林面积在10亩至1000亩者称为森林火灾,面积在1000亩至50000亩者称为大森林火灾,大于5000。亩者称为待大森林火灾。凡是裸林着火,情况尚未查明时,统称为火情。应用遥感技术探侧林火的最大特点是迅速、准确,能及时地发现火情,当林火很小时就能发现,并能有效地进行日夜监则。当前在林火探测中最普遍应用的冷感器(Sensor)有:(1)肉眼直接航空观测,(2)航空摄影机,主要是应用不同比例尺的彩色片和彩色红外片;(3)多光谱扫描器,、(4)红外火灾探则器;(5)热红外光学机械扫描器。遥感探火的主要工具是飞机和卫星。飞机遥感属于航空遥感;卫星遥感属于航天遥感。当前在林火探测中,以航空遥感为主,航天遥感在林火探测中也起着主要作用。1. 航空巡逻目视观测法探测森林火灾航空巡逻主要的任务是及时而迅速地发现森林火灾,正确地确定火场位置,并通知地面的护林防火机构。航空巡逻观测火情仍是现阶段最有效的方法之一。航空巡逻需要准备两种地图。即飞行图和巡逻图。 2用火灾探测器探测林火现代森林访火中主要是利用红外线扫描仪。这是美国林业局提出的一种航空红外森林火灾探测系统。该系统可从500om高空探测。0一50森林背景的0.09m2、60。的火场目标。另一种装置是轻型的红外(IR)行扫描仪“飞火探测器”。在距地面60Om的高空,能侦察到的火点面积为0.09m2 。二、指挥灭火及航空灭火应用遥感技术指挥地面灭火是一种有效的方法。在现阶段主要是应用飞机空中目视观察火情指挥地面灭火,利用NOAA卫星图象探测火情的位置、发展趋势,可以进行地面灭火的布置。 飞机指挥地面灭火工作,是根据空中目视观察的火情具体情况,用报话机指挥地面灭火人员。根据地形条件、交通状况和火场情况,为地面灭火人员指出正确道路。尤其是在火场面积大、火头多、风向变化不定的情况下,灭火人员容易被火包围,这时就应立即指引地面灭火人员转移到安全地带。火灾扑灭后,可利用航空及航天遥感对火场进行检查,确定林火是否完全熄灭、火场面积大小、有无掉队的人员等。同时还可以用航空目视法勾绘出火场境界线,计算出火场面。 2.航空灭火航空灭火去在扑灭火灾方面具有重要的现实意义。特别适用于小火或林火未成灾之前。航空灭火主要形式为:(1)从空中没掷灭火弹;(2)空中喷水;(3)空中喷药打隔离带;(4)用飞机运载灭火人员或药器等物资。从本世纪40年代中叶,国外已开始应用飞机直接灭火的试验。其内容是认空中喷水和货洒化学药剂。试验结果表明:在火场距水源(湖泊、河流、海岸)很近时,使用水上飞机灭火是合理的。空气相对湿度越大效果越好。 三、森林火灾调查应用遥感技术进行森林火灾调查的优点是速度快、成本低。1号资源技术卫星影象成图的成本低,其与地面比较为10:1,并且.由卫星图象取得的损害面积精度更高,比常规地面法测量火烧迹地的精度提高22%。计算机自动成图可以校正地面人员在火场周界内未被烧的很多林地。烧死木和活立木在卫星图象上非常明显,容易区别,而在地面上调查有些活立木常常被忽略掉。1.火险等级调查火险等级调查最后取得的成果是森林火险等级图。它是根据林分类型不同,确定出火险等级而编制的图。这种图是以森林分布图、立地类型和可燃物类别为基础绘制的。在林业生产中用该图指挥防火和灭火。.应用遥感技术进行森林火险等级调查,首先是在航空象片或卫星象片上判读可燃物类别。森林可烧物包括乔木、灌木、一草本植物等,根据其物理性质和化学性质不同,有机物质的含量不同,将其划分三类:I类易燃,扛类可燃,爪类难燃或不燃。在遥感图象上判读森林可燃物类别的基础是它们反射和发射的电磁波不同,遥感图象记录了不同的森林可燃物反射和发射电磁波的差别。在图象上是密度差别,在彩色片仁是颜色别差。根据这些差别识别地类、林分类型,从而确定出它们的火险等级。 2.森林火灾的调查主要目的查清森林火灾的损失量、森林烧毁程度、各种林分类型的面积、蓄积和更新情况等,以便对森林恢复进行决策、规划和生产的科学依据。在现代的大面积火烧迹地调查中,一般都是采用遥感方法。森林火烧后,光合作用受破坏,森林光谱发生变化,它与建康的林分有明显的差别。在多光谱卫星图象的5,7波段图象上有明显的反映。火烧的森林植物吸收红光较少,且不能反射红外光,所以在MSSS图象上色调较浅,在MSS7图象上色调较深。这两个波段图象在实践中可以配合使用,效果更好。 1）火烧迹地调查方法:其方法很多,大面积的火烧迹地调查,一般是采用航空、航天遥感与地面相结合的方法进行调查。这次大兴安岭地区发生的特大森林火灾,其灾后的火烧迹地调查就是采用这种方法。 2)森林火灾的判读:在扑灭较大的火灾之后,应进行专门的航空摄影,对于制图、规划和灰复是有价值的。用新象片比现有的旧象片上航空观测勾绘的火场境界线要好的多。在新象片上火场境界可以精确地勾绘出来,火场内的舌立木和被烧死的林木可以很容易判读出来。在彩红外航空象片上,火烧的林分或草地为黑色或灰色,健康的活立木为红色的颗粒。被烘烤而死的林木为黄色。火烧迹地一般呈楔形沿风向延伸。草地火烧迹地呈延伸的带状和楔形有着明显的界线。 总之,在森林防火灭火中利用遥感技术是一种保证精度高、防治效果好的先进方法,特别是象大兴安岭这样的一片原始林区,更是有优越性。参考文献：马建维.遥感技术在森林防火中的应用.东北林业大学学报1987，10张志，金文斌，等.基于 GIS 平台的林火景观格局研究构想J.林火研究 2006，（2）15-17.赵 辉，金 琳，唐博雅.遥感技术在我国森林防火工作中的应用J河北林业科技 2010, (3)2、 林火对森林生态系统的影响综述林火是森林生态系统中的环境因子之一,而且是十分重要的环境因子。过去人们只关注林火对森林的破坏作用,一直认为林火是破坏生态系统,导致群落逆行演替的非环境因子。没有或者很少注意到作为环境因子,林火对森林影响的重要性。一直到上个世纪初期,人们才开始意识到林火在维持森林生态系统、促进森林发育,以及在森林植被演替中的作用。此后,人们对林火开展了广泛的研究,现在已逐渐将林火作为森林管理的一种有效工具。1 林火对森林生态系统的影响林火和森林火灾不同。森林火灾仅仅是林火的一种特殊现象,是森林和人类的大敌;而林火则不然,它具有有害和有益的双重性。正是这一特性,引起了生态学家的重视。根据林火的强度和对森林生态系统影响的大小,可把林火简单地分为高强度林火和低强度林火两大类。1. 1 林火对植物的影响高强度的林火可以大面积烧死森林中的植物及植物的繁殖体,破坏所有的植被,如遇大风干燥天气,借助风势,高强度林火的破坏性就更大,植物群落的恢复要从头开始,生产力的恢复需要很久。低强度林火的作用与此不同,它们只能烧掉地面表层的枯枝落叶、草本植物及部分灌木,对树木的影响很小。并且低强度的林火在火烧面积较大时,往往燃烧不均匀,一般不会导致生物种类的灭绝,而只是数量的减少。另外,低强度林火过后,土壤养分十分丰富,有利于植物快速生长发育。低强度林火虽然也会烧掉一些森林植物,但是,林火过后,植物无性繁殖能力增加,植物开花结实提前;低强度林火还能促进球果的开裂、种子脱落与散布、种子贮藏与发芽1,有利于幼苗的发生。低强度林火过后,老弱树倒下了,阳光重新照亮了树林深处,有利于幼树和其他低矮植物的光合作用,增加喜光和固氮植物及浆果类植物的数量。在温带和寒带,火烧还可使土壤温度增加,有利于植物提早萌发,延长生长期。1. 2 林火对动物的影响林火不仅能决定森林植物的组成成分和分布,而且直接和间接影响动物的种类和种群数量。当森林植被过火以后,必然影响到原有的动物群落;而植物群落在重新发展过程中所产生的不同过渡类型的植被,也必然会出现不同类型的动物群落。高强度林火几乎可以烧死森林中的所有动物;低强度的林火除直接烧死或烧伤大部分森林动物外,还可以间接导致食草动物缺乏食物或缺少适宜的生活环境,进而影响到它们的生存和发展。然而,林火对于某些动物却是有益的。例如,有的啄木鸟喜欢在烧过的大松树上筑巢。因为,在火烧过的树干上啄木筑巢要容易一些。还有一些鸟类,专门喜欢在火烧后的林地上找/熟东西吃。许多鞘翅目昆虫喜欢将卵产在较热的木头上。1. 3 林火对土壤的影响高强度的林火在烧掉地上部和地面的有机物的同时,也烧灼表层土壤。它们不仅可以烧死森林中的动植物,甚至烧毁土壤有机质、土壤微生物。例如,当土层很薄且完全由有机质所组成时,一旦土壤有机质被烧毁,土壤就不复存在。或者有机质被破坏以后,土壤完全裸露,极易受大雨冲刷,增加土壤的侵蚀。低强度的林火对土壤侵蚀的影响很小,甚至没有。朽木和枯枝落叶烧成灰分以后,比原来的有机状态更易溶于水,使得土壤中可利用的钾、钙、镁等离子有所增加,土壤肥力提高,土壤酸度下降2。土壤矿物质的增加,使得土壤结构变得疏松,微生物活动活跃,蓄水能力和通气条件有所改善。低强度林火对土壤的影响在北方针叶林中尤为突出,在这里,林火不仅可以提高土壤肥力,增加土壤温度,影响土壤pH值;而且,林火在加速矿质元素的循环、防止土壤沼泽化方面具有特别重要的意义。由于林火形成的原因不同,森林植被不同,加之各地区环境条件不同,森林对林火产生的生态反应也不尽相同。即使在同一地区,由于林火发生的时间不同,对生态系统的影响也不完全相同。2 林火的合理利用早期的林学著作都倾向于把林火看作是一种单纯的破坏力量,很少或者根本不提它的有利的方面。但是,随着森林管理工作的深入,人们对林火在森林生态系统中的作用有了新的认识,并且把林火作为一种工具,广泛应用于森林管理工作中3。2. 1 改变植物群落的组成林火对植物群落的组成起着显著的作用,对全世界很多森林都曾产生过重大影响。适当的林火,一方面能排除非耐火树种;另一方面又能促进耐火树种的生长以及种子的萌发,改变植物群落的组成。人们通过周期性地使用林火,已使北美栎树热带草原多次再生复原。而在北欧一些地区和美国的国家自然保护区内,人们通过有计划地使用林火,已经逐步改变了云杉被巨杉排挤而减少的局面。2. 2 防治森林病虫害用林火防治森林病虫害,是既经济有效,又快速方便的方法。因为枯枝落叶层不仅是许多虫卵或幼虫越冬的场所,而且是许多林木病害的寄主。因此,适当强度的林火可以起到改善林内卫生状况,消除病虫害传染源,控制病虫害大暴发的作用4。例如,用低强度的林火焚烧落叶松林地面上的枯枝落叶,可以明显降低落叶松褐锈病和落叶松早期落叶病的发生。因为,落叶松褐锈病病原菌的冬孢子和落叶松早期落叶病的病原菌的孢子都生活在第一年的落叶上,用低强度的林火焚烧地面上的枯枝落叶,可切断其病害传染源,有效地控制这两种病害的发生。2. 3 以火防火随着人们对林火在生态系统中的作用认识不断加深,以火防火0已经在森林防火工作中普遍采用。如火烧防火线,火烧清除枯枝落叶、清除采伐剩余物以降低火险等。2. 4 以火灭火以火灭火法是扑救森林火灾的一种重要方法。在发生高强度森林火灾时,如果一时无法扑灭大火,现有的阻隔带又不能阻火,在火头前开设较宽的防火线又来不及时,以火灭火法则是目前最有效的应急方法,在国内外已经被广泛应用5。3 林火使用中的技术措施和注意事项实践证明,把林火作为一种工具,应用于森林管理中,是可行的也是必要的。但是在林火的使用过程中,一定要把安全放在头等重要的位置上。林火的使用技术要求较高,没有丰富的经验很难用好。林火的使用既要选择合适的点烧位置,还要选择适当的点烧时机和点烧天气条件。要充分考虑点烧地点的可燃物和地形情况,选取森林可燃物负荷量较小的地点进行点烧,以便于控制火强度。如必须在森林可燃物负荷量较大的地方点烧,则要集中较多的扑火工具,把火的强度控制在可控范围内,以取得最好的效果。综上所述,林火与森林的关系是:一方面,林火能破坏森林生态系统,烧毁林木,破坏森林结构和危害森林动植物资源,降低森林的利用价值,使森林群落发生不良演替;另一方面,林火又能维持森林生态系统,促进森林的繁衍和发展,降低森林的燃烧性,改造林地条件,在造林、森林经营、野生动物管理以及改善环境卫生等方面带来良