内蒙古草原火行为及其模拟研究

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内蒙古是我国草地资源非常丰富的地区，也是草原火易发、多发地区，年均草原火面积居全国之首。草原火是草原生态系统中不可避免的干扰因子，如果草原火失去控制形成灾害就会造成严重的损失。草原火的燃烧和蔓延机理直接关系到草原火预测预警、草原火生态环境影响评价以及管理等政策的制定与实施。《内蒙古草原火行为及其模拟研究》有以下几个特点和发现。①以野外调查为基础，获取了内蒙古草原火多发的草甸草原和典型草原地区的70种主要草原可燃物。应用锥形量热仪进行燃烧实验，获取可燃物的10个燃烧参数。通过统计方法中的聚类分析和主成分分析等方法对草地类型进行了可燃物燃烧难易程度低、中、高定级，为模型模拟提供参数支撑。②结合遥感与地面监测数据，对内蒙古草原火以及可燃物量时空动态进行分析，结果显示内蒙古草原火的年动态呈现波动下降趋势。内蒙古草原火主要集中在春季，秋季的9月和10月也为草原火多发期。空间分布上，内蒙古草原火主要分布在呼伦贝尔、锡林郭勒两大草原以及阿尔山西部的草原地区。③通过大量野外调查与采样，结合室内控制燃烧实验，测定并计算了内蒙古草原火碳排放计量参数和单位质量可燃物的碳释放量，分析了内蒙古草原火碳排放的时空分布格□及□化规律。碳排放量有稍稍下降的趋势。空间上，碳排放呈现出内蒙古东中部为高碳排放区，向西部递减为低排放区，整体呈由东向西递减的趋势，边境地区排放量尤为集中。④基于王正非原始模型，利用野外调查与室内实验相结合的手段，辅以遥感技术将王正非火速模型进行了修正，重要针对可燃物配置格□系数和风速更正两项指标进行了优化和修正，使部分模型参数本地化。根据改进的王正非火速模型模拟值与□□遥感监测结果对比进行分析，发现改进参数模型模拟结果精度具有一定可靠性。⑤基于改进后的王正非草原火蔓延模型，在模型中引入元胞自动机（CellularAutomaton，CA），利用地理信息系统技术构建草原火蔓延CA-王正非模型，实现了草原火场的动态模拟。此外，基于模型模拟的4个时段的过火面积和监测的实际燃烧的过火面积的重叠部分占监测的实际燃烧面积的87.49%。CA与GIS结合的模型具有一定的应用价值。