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Prediction on the changes of forest fire danger rating in Great Xing’an Mountain region of Northeast China in the 21stcentury under effects of climate change.

气候变化影响下大兴安岭地区21世纪森林火险等级变化预测


基于HadCM3模式输出的A2a和B2a情景下气候基准时段(1961—1990年)与未来不同时段(2010—2039年,2040—2069年,2070—2099年)的气候情景数据,结合Delta、WGEN降尺度方法和加拿大火险天气指标系统,划分了黑龙江大兴安岭地区森林火险等级,预估了研究区2010—2099年森林火险等级相对于基准年的变化,分析了森林火险等级长期预测的不确定性.结果表明: 气候变化影响下,研究区21世纪平均极高、很高、中等火险的年均日数呈上升趋势,高、低火险的年均日数呈降低趋势.与基准年相比,A2a和B2a情景下研究区2040—2069年极高和很高火险的年均日数分别增加了43和36 d,2070—2099年分别增加了62和61 d.

Based on the A2a and B2a climatic scenarios for both the baseline period (1961-1990) and the future scenario periods (2010-2039,  2040-2069, and  2070-2099) from the Hadley Centre’s General Circulation, and by using Delta method, WGEN downscaling methods, and Canadian Forest Fire Danger Rating System, this paper classified the forest fire dangers in Great Xing’an Mountains region of Heilongjiang Province, Northeast China, predicted the changes of the forest fire danger rating in the period 2010-2099 relative to baseline period (1961-1990), and analyzed the uncertainty of the longterm prediction of forest fire danger rating. It was predicted that under the background of climate warming, the mean annual days of extremely high, very high, and medium forest dangers in study region in the 21st century all showed an increasing trend, while the mean annual days of high and low forest dangers were in adverse. Relative to the baseline period of 1961-1990, the mean annual days of extremely high and very high forest dangers in the 2040-2069 and 2070-2099 under the scenarios of SRES A2a and B2a would be increased by 43 and 36, and 62 and 61, respectively.


全 文 :气候变化影响下大兴安岭地区 21 世纪
森林火险等级变化预测*
杨摇 光1,2 摇 舒立福2 摇 邸雪颖1**
( 1东北林业大学林学院, 哈尔滨 150040; 2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 /国家林业局森林保护学重点开
放性实验室, 北京 100091)
摘摇 要摇 基于 HadCM3 模式输出的 A2a和 B2a情景下气候基准时段(1961—1990 年)与未来
不同时段 (2010—2039 年,2040—2069 年,2070—2099 年)的气候情景数据,结合 Delta、
WGEN降尺度方法和加拿大火险天气指标系统,划分了黑龙江大兴安岭地区森林火险等级,
预估了研究区 2010—2099 年森林火险等级相对于基准年的变化,分析了森林火险等级长期
预测的不确定性.结果表明: 气候变化影响下,研究区 21 世纪平均极高、很高、中等火险的年
均日数呈上升趋势,高、低火险的年均日数呈降低趋势. 与基准年相比,A2a 和 B2a 情景下研
究区 2040—2069 年极高和很高火险的年均日数分别增加了 43 和 36 d,2070—2099 年分别增
加了 62 和 61 d.
关键词摇 气候变化摇 大兴安岭摇 火险摇 森林火险等级
文章编号摇 1001-9332(2012)12-3236-07摇 中图分类号摇 S762. 2摇 文献标识码摇 A
Prediction on the changes of forest fire danger rating in Great Xing爷an Mountain region of
Northeast China in the 21st century under effects of climate change. YANG Guang1,2, SHU Li鄄
fu2, DI Xue鄄ying1 ( 1 School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China;
2State Forestry Administration Key Open Laboratory of Forest Protection, Research Institute of Forest
Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(12): 3236-3242.
Abstract: Based on the A2a and B2a climatic scenarios for both the baseline period (1961-1990)
and the future scenario periods (2010-2039, 2040-2069, and 2070-2099) from the Hadley Cen鄄
tre爷s General Circulation, and by using Delta method, WGEN downscaling methods, and Canadian
Forest Fire Danger Rating System, this paper classified the forest fire dangers in Great Xing爷 an
Mountains region of Heilongjiang Province, Northeast China, predicted the changes of the forest fire
danger rating in the period 2010-2099 relative to baseline period (1961-1990), and analyzed the
uncertainty of the long鄄term prediction of forest fire danger rating. It was predicted that under the
background of climate warming, the mean annual days of extremely high, very high, and medium
forest dangers in study region in the 21st century all showed an increasing trend, while the mean an鄄
nual days of high and low forest dangers were in adverse. Relative to the baseline period of 1961-
1990, the mean annual days of extremely high and very high forest dangers in the 2040-2069 and
2070-2099 under the scenarios of SRES A2a and B2a would be increased by 43 and 36, and 62
and 61, respectively.
Key words: climate change; Great Xing爷an Mountains; fire danger; forest fire danger rating.
*中央高校基本科研业务费专项资金项目(DL12BA07,DL11CC09)
和国家林业公益性行业科研专项(200804002)资助
**通讯作者. E鄄mail: dixueying@ 126. com
2012鄄02鄄07 收稿,2012鄄09鄄21 接受.
摇 摇 火是大兴安岭地区森林生态系统重要的自然驱
动力,决定着系统的结构和功能[1] . 气象和气候条
件是林火的主要干扰因子,气候变化在其交互影响
中发挥了重要作用[2-5] .在气候变暖背景下,极端天
气事件增加,大兴安岭地区森林火灾频发,进入 21
世纪后,森林防火形势愈发严峻[6-8] . 1966 年至今,
发生森林火灾次数最多的 10 年中有 4 年出现在
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 12 月摇 第 23 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2012,23(12): 3236-3242
2000 年以后[9-10] .国家“十五冶规划期间,大兴安岭
年均发生森林火灾 51. 2 次,受害森林面积 5. 8伊104
hm2,分别比“九五冶期间上升了 27. 3%和 93. 2% ,
是 1987 年以来火灾最严重的 5 年.如何提前预报、
预防森林火灾已成为新形势下大兴安岭地区林火管
理的重要内容之一.
目前,国内外常用森林火险等级(forest fire dan鄄
ger rating,FFDR)作为森林防火期内每日森林火险
预警的度量指标[11-14] .森林火险等级指由森林可燃
物、火险天气和火源所决定的林火发生的可能性、燃
烧蔓延和能量释放速度,以及难控程度和火灾所产
生的后果[15] . 在可能引起区域性森林火险的因子
中,火险天气是最主要的因素之一[16-17] . 根据森林
火险天气指标系统( forest fire weather index system,
FFWIS)输出的火险天气指数,用等级表示发生森林
火灾的危险程度,每一级别中分别包含相应的林火
行为特征、管理行为要求和措施标准,并用不同的颜
色加以表征.森林火险等级越高,对应的火环境越危
险,火灾发生概率越大[17] . 现今我国已经施行森林
火险预警的地方和单位,一般都借鉴国际上通行的
做法,采用蓝、绿、黄、橙、红色 5 级标识和黄、橙、红
色预警的方法.森林火险等级划分的主要依据为行
业标准 LY / T 1172—95[18] . 目前,世界各国报道和
使用的森林火险预报方法(含系统)有 100 多种,其
中发展较完善的有加拿大森林火险等级系统(Cana鄄
dian Forest Fire Danger Rating System,CFFDRS)、美
国火险等级系统(National Forest Danger Rating Sys鄄
tem,NFDRS)、澳大利亚森林火险等级系统(Forest
Fire Danger Meter,FFDM) [19] .我国累计研制了数十
种预报方法,如多因子相关概率火险天气预报、
“801冶森林火险天气预报系统、多因子综合指标森
林火险预报、三指标单点森林火险预报等[20],虽然
各种预报方法在其适用区域均具有一定的可操作
性,但在国家尺度上还停留在利用气象因子对应火
险指数,缺乏基于林火行为的真正意义上的森林火
险预报系统,有关气候变化背景下森林火险等级的
研究甚少,未来气候变化情景下重点林区森林火险
等级的预测更是空白,难以满足新形势下政府和森
林防火部门的需求.
本文以黑龙江省大兴安岭地区为研究对象,采
用加拿大森林火险天气指标系统(CFFWIS),同时
应用 Delta 和 WGEN(Weather Generator)降尺度方
法,预估气候暖干化的强(A2a)、弱(B2a)情景下未
来 3 个时期[2010—2039 年,2040—2069 年,2070—
2099 年]相对于气候基准时段(1961—1990 年)的
森林火险等级日的变化,以期为研究区防火管理部
门制定林火管理策略提供参考依据,为全国火险等
级系统的建设提供技术支持.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区域概况
大兴安岭地区 (50毅10忆—53毅33忆 N,121毅12忆—
127毅00忆 E)位于黑龙江省西北部、内蒙古自治区东
北部和大兴安岭山脉东北坡,总面积 8. 35伊106 km2 .
全区管辖 3 县(呼玛、塔河和漠河县)、4 区(加格达
奇、松岭、新林和呼中区). 研究区属寒温带季风气
候,又具有明显的山地气候特点,冬季漫长、严寒而
干燥,春秋季凉爽而短暂,夏季更短、温差变化大、降
水量集中. 年均气温-2 ~ 4 益,年均降水量 350 ~
500 mm,年无霜期不足 100 d.代表的植被类型为以
兴安落叶松为优势建群种的寒温带针叶林,其他主
要乔木有樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、落
叶松(Larix gmelini)、偃松(Pinus pumila)、白桦(Bet鄄
ula platyphylla)、杨树(Populus davidiana)、红皮云杉
(Picea koraiensis)、鱼鳞云杉(Picea jezoensis)等. 该
区既是我国重点国有林区和重要木材生产基地,也
是火源分布复杂、难控性较大的全国重点火险地区
之一,还是国家林业局批准的重点火险区域. 1966—
2008 年,研究区年均发生森林火灾次数约占全国年
均总次数的 0. 4% ,年均过火面积约占全国年均总
过火面积的 35% ,年均受害森林面积约占全国年均
总受害森林面积的 51% ,居全国之首. 虽然近年来
研究区森林火灾总体形势较好,但长期以来实施的
森林防火政策导致可燃物大量增加,全球气候变暖
背景下,发生大面积高强度森林火灾的几率增加.
1郾 2摇 数据来源
18 个气象台站(其中,7 个研究区台站,11 个周
边台站,图 1)1961—1990 年逐月气象资料(最高气
温、降水量、平均风速、平均相对湿度)来源于中国
气象科学数据共享服务网 ( http: / / cdc. cma. gov.
cn / )及气象台站的观测数据. 气候变化情景数据来
源于 IPCC DDC(Data Distribution Center) ( http: / /
ipcc鄄dcc / cru. uea. ac. uk ),包括 HadCM3 ( Hadley
Center Coupled Model Version 3)A2a 和 B2a 排放情
景下基准时段 (1961—1990 年)和未来 3 个时段
(2010—2039 年、2040—2069 年、2070—2099 年)的
逐月气象资料(平均最高气温、降水量、平均风速、
平均相对湿度) .本文所选用的全球大气环流模型
732312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨摇 光等: 气候变化影响下大兴安岭地区 21 世纪森林火险等级变化预测摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 研究区 HadCM3 网格和气象站点分布
Fig. 1摇 Grid boundary of HadCM3 and locations of weather sta鄄
tions in the region.
A:漠河 Mohe; B:阿木尔 Amuer; C:呼中 Huzhong; D:塔河 Tahe; E:
新林 Xinlin; F:呼玛 Huma; I:大兴安岭 Daxing爷 anling; G:图里河
Tulihe; H:额尔古纳右旗 Eergunayouqi; J:博克图 Boketu; K:小二沟
Xiaoergou; L:嫩江 Nenjiang; M:黑河 Heihe; R:孙吴 Sunwu; N:扎兰
屯 Zhalantun; O:富裕 Fuyu; P:克山 Keshan; Q:北安 Beian.
(Global atmospheric general circulation models, GC鄄
Ms)为英国气象局 Hadley气候预测与研究中心的全
球海鄄气耦合气候模式 HadCM3,其大气部分垂直方
向分为 19 层,海洋部分利用了 Cox 方案,垂直方向
分为 20 层,土壤部分分为 4 层,其模拟结果以 2. 5毅
(纬度)、3. 75毅(经度)的网格形式输出,全球共包含
96伊73 个网格点[21],该模式被证明在模拟东亚地区
气候的能力优于其他模式[5] . 排放情景为 IPCC
2000 年《排放情景特别报告》 [22]中构建的温室气体
排放方案,本文选择强调经济和社会发展的 A2a 和
强调环境意识的 B2a 分别代表高和低排放两种情
景系列[9],在以往研究中,这两种情景系列的使用
率最高[6,10] . 研究区气象台站和 HadCM3 网格分布
见图 1. 1966—2008 年火灾统计资料(包括林火发
生、扑灭时间、起火地点、火点地理坐标、过火面积、
过火有林地面积等)来源于大兴安岭防火办.
1郾 3摇 降尺度方法
GCMs是预估全球气候变化最重要、最可行的
办法,能较好地模拟出大尺度平均特征,但输出空间
分辨率较低,缺少区域气候信息.降尺度方法(down鄄
scaling methods,DM)可以有效弥补 GCMs 预测区域
气候变化情景的不足,是由大尺度气候信息获取小
尺度气候信息的有力工具. 目前国外发展了许多降
尺度方法[23-24] .根据以往研究成果,本文选用在中
国东北地区具有可靠性和稳定性的 Delta 和 WGEN
2 种降尺度方法,对 HadCM3 逐月气象变化情景数
据进行降尺度处理,建立研究需要的逐日气候变化
情景数据.
1郾 3郾 1 Delta 方法 摇 Delta 方法是美国国家评价中心
(http: / / www. nacc. usgcrp. gov)推荐使用的未来情
景生成方法[25-26] .应用此方法降尺度输出的气候变
化情景数据为相对变化而不是绝对变化,即比较每
个 HadCM3 输出的网格未来 3 个时段月平均值与
1961—1990(基准年)月平均值,计算气象变量的月
变化比例. 将这些比例乘以 (或加上)各气象站
1961—1990 年平均日数值,得到各站未来不同时段
的平均日数值.
P fd = Pod
P fm
Ppm
(1)
P fd = Pod
P fm
Ppm
(2)
Wfd = Wod
Wfm
Wpm
(3)
Tfd = Tod + (Tfm - Tpm) (4)
式中:P fd、R fd、Wfd、Tfd分别为未来气象站点日降水
量、相对湿度、风速、气温;Pod、Rod、Wod、Tod分别为气
象站点观测日降水量、相对湿度、风速、气温;P fm、
R fm、Wfm、Tfm分别为 HadCM3 模拟的未来 3 个时段月
降水量、相对湿度、风速、气温;Ppm、Rpm、Wpm、Tpm分
别为 HadCM3 模拟的基准年(1961—1990)的月降
水量、相对湿度、风速、气温.
1郾 3郾 2 WGEN摇 WGEN是利用统计学技术和各气候
要素时间序列的统计结构, 以 Richardson 和
Wright[27]构建的气候要素随机过程为基础发展起
来,是一个实用性较强的模型[28] . 对 WGEN 构成的
研究较多,经过大样本的模拟试验,证明该模式在中
国东北地区具有足够的可靠性和稳定性[29] .本文在
改进 WGEN天气发生器的参数化方案及其随机试
验方法的基础上,以 VC#编写程序,对研究区的月值
气象变量输出解集,并转化为研究需要的逐日气候
要素.
1郾 4摇 森林火险等级划分
森林火险等级划分是 FFWIS 中需要考虑的一
个重要方面. CFFWIS 最初将森林火险等级划定为
16 级,称之为 D等级. D等级在加拿大并不统一,在
同样的天气情况下,D 等级在 9 个地区的指标值不
同[11,30] .此外,D等级还有一些明显的不足,如在一
些地区 D等级不足以包括火险天气的全部可能范
围,在高火险的天气下具有更加展开的等级标度和
没有林火强度的物理单位等. 为了弥补以上不足,
8323 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
CFFWIS先后建立了与林火强度相关联的 I 等级
(式 5)、B等级(式 6),最后过渡到 S等级(式 7).在
新旧火险等级转换之间,火险等级公式的形式均包
括人为因素的干扰. 由于火险天气指标值在不同地
区具有差异性,因此引用 CFFWIS 需要根据研究区
的历史火灾数据对火险天气指标值进行重新界定,
不能简单地把森林火险等级划分从一个系统转移到
另一个系统.
I = 100郾 2D= e0郾 416D (5)
B = 100郾 1D= I0郾 5 (6)
lnS = 0郾 614D0郾 647= 1郾 587(lnB) 0郾 647 (7)
式中:I、D、B、S 分别为 I 等级、D 等级、B 等级、S 等
级下的火险天气指标(FWI)值.
本文根据加拿大林务局 1987 年发布的 CFFWIS
模型[11],利用 Java语言编写系统程序,采用 S 等级
划分方法,计算多个防火期各站逐日火险等级,统计
各站点历史上出现最高火险的气候频率,判定每个
季节强燃级的平均天数,确定强燃级的 FWI 低限
值.依照 I等级的几何级数计算其他等级(式 8),并
用一个固定比率逐级赋值. 将 I 等级转换成 S 等级
下的 FWI 值(式 9),继而计算出各等级分界处的
FWI值. 以中国林业行业 《全国森林火险天气等
级》 [18]和《森林火险气象等级》 [31]为标准依据,根据
森林火灾发生危险程度、易燃程度和蔓延扩散程度
划定 5 级火险等级,其中,一、二级为低火险,三、四、
五为高火险.基于划分的火险等级和经过降尺度的
气候变化情景数据,利用 CFFWIS,计算研究区未来
森林火险等级.
ln(0郾 289I)= 0郾 980(lnS) 1郾 546 (8)
lnS=1郾 013[ln(0郾 289I] 0郾 647 (9)
2摇 结果与分析
2郾 1摇 森林火险等级划分与验证
根据研究区 1966—2008 年森林火险期内每日
FWI值和对应的火灾数据,参照《全国森林火险天
气等级》 [18],将研究区森林火险天气等级划分为 5
个等级,各火险等级分级点对应的 FWI值分别是 2、
5、9、16(表 1).
摇 摇 森林火险等级划分不仅要考虑其合理性,还应考
虑其使用的方便性. 1966—2008 年防火期内,研究区
超过 60%的森林火灾的火险等级为很高和极高,只
有不到 5%的火灾发生在低火险级别(表 2).火险级
别为很高和极高时,研究区森林火灾过火面积比例和
过火有林地面积比例均在 80%以上;低火险级别时,
研究区森林火灾过火面积比例和过火有林地面积比
例均不到 1% .由此可见,研究区森林火险等级划分
的界限较合理,火险天气指标应用效果较好.
2郾 2摇 未来森林火险等级预测
由图 2 可以看出,A2a排放情景下,研究区未来
极高火险等级日数从基准年(1961—1990 年)的 44
d,至 2040—2069 年、2070—2099 年时分别增至 45、
75 d;B2a 排放情景下,与基准年相比,2010—2039
年研究区年极高火险等级日数先减少到 31 d,
2040—2069 年和 2070—2099 年分别增加至 52、53
d.与 A2a 排放情景相比,B2a 情景下的火险等级日
变化增加平缓,这种形势在 2010—2039 年还不明
显,从 2040—2069 年开始,两种情景下的火险等级
日数差距显现,与基准年相比,2070—2099 年 A2a
和 B2a情景下年均极高火险增加日数分别为 31(增
幅达 70. 5% )和 9 d(增幅达 20. 5% ),二者差异达
22 d.两种排放情景下,研究区未来很高火险日数均
呈上升趋势. A2a 情景下,2010—2039 年、2040—
2069 年和 2070—2099 年研究区年很高火险日数分
别为 51、79 和 68 d,分别比基准年增加 37郾 8% 、
113郾 5%和 83. 8% ;B2a 情景下,3 个时段研究区年
很高火险日数分别为76、65和89 d,分别比基准年
表 1摇 森林火险等级描述
Table 1摇 Forest fire danger rating description
FWI值
FWI value
火险等级
Fire danger rating
类别
Classification
危险程度
Danger level
易燃程度
Ignition level
蔓延扩散程度
Spread level
[0, 2) 一级
First level
低火险
Low fire danger

Low

Very difficult

Very difficult
[2, 5) 二级
Second level
中等火险
Moderate fire danger
中等
Moderate
中等
Difficult
中等
Difficult
[5, 9) 三级
Third level
高火险
High fire danger

High
容易
Easy
容易
Rapid
[9, 16) 四级
Fourth level
很高火险
Very high fire danger
很高
Very high
很容易
Very easy
很容易
Very rapid
[16,肄 ) 五级
Fifth level
极高火险
Extreme fire danger
极高
Extreme
极易
Quick
极易
Furious
932312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨摇 光等: 气候变化影响下大兴安岭地区 21 世纪森林火险等级变化预测摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 不同森林火险等级的林火发生百分比
Table 2 摇 Proportion of fire activities under different fire
danger ratings (%)
火险等级
Fire danger
rating
林火发生次数
Occurrence
过火面积
Area
burned
过火有林地面积
Forest area
burned
1 4. 3 0. 7 0. 3
2 11. 3 6. 9 1. 9
3 19. 9 11. 5 11. 2
4 33. 0 38. 3 46. 9
5 31. 5 42. 7 39. 7
图 2摇 基准时段和未来 3 个时段研究区火险等级日的分布
Fig. 2摇 Distribution of days with different fire danger rating for
the baseline and three future periods.
玉:低火险 Low fire danger; 域:中等火险 Moderate fire danger; 芋:高
火险 High fire danger; 郁:很高火险 Very high fire danger; 吁:极高火
险 Extreme fire danger.
增加 105郾 4% 、75郾 7%和 140郾 5% . A2a 和 B2a 情景
下,2010—2039 年很高火险日数占全年日数的比例
分别增加 3郾 8% 、11郾 5% ,到 2070—2099 年,该比例
将增加 10郾 7% 、14郾 2% . A2a 情景下, 2010—2039
年、2040—2069 年、2070—2099 年研究区年高火险
日数分别为 77、63 和 70 d,分别比基准年降低
15郾 4% 、30郾 8%和 23郾 1% ;B2a 情景下,2010—2039
年、2040—2069 年、2070—2099 年研究区年高火险
日数分别为 70、85 和 56 d,分别比基准年降低
23郾 1% 、6郾 6% 和 38郾 5% . A2a 情景下,2010—2039
年、2040—2069 年、2070—2099 年研究区年中等火
险日数分别比基准年增加了 36郾 1% 、 23郾 0% 、
3郾 3% ;B2a 情景下,3 个时段研究区年中等火险日
数分别比基准年增加了 27郾 9% 、19郾 7% 、9郾 8% . A2a
情景下,3 个时段研究区年低火险日数分别比基准
年降低 16郾 5% 、21郾 8% 、32郾 3% ;B2a 情景下,3 个时
段研究区年低火险日数分别比基准年降低 16郾 5% 、
31郾 6% 、24郾 1% . 无论是 A2a 排放情景还是 B2a 排
放情景,未来研究区极高等级森林火灾日数较基准
年均有所增加,未来研究区具备发生森林火灾的日
数增加,且发生重、特大森林火灾可能性的日数也将
增加.
3摇 讨摇 摇 论
本文基于大兴安岭地区 HadCM3 A2a和 B2a两
种未来气候情景数据,经过降尺度方法和 CFFDRS,
定量和定性相结合地预估了未来研究区森林火险等
级日变化.结果表明,在全球气候变化背景下,研究
区 21 世纪未来火险等级日变化呈现“两降三升冶的
特点,即极高、很高、中等火险等级的年均日数均呈
上升趋势,高、低火险等级的年均日数均呈降低趋
势,其变化幅度随着排放情景和研究时期的不同而
不同.由于两种排放情景对未来气候预测的差异,决
定了两种排放情景预测森林火险等级的差异,但无
论在哪种排放情景下,也无论是未来哪个研究时期,
都显示出未来极高、很高火险森林等级以及整体的
趋势均明显高于基准年(1961—1990 年)的相应值.
由于长期的气候趋势估计包括很多不确定性,而且
自然变化的影响还很难预料,所以只能根据现阶段
的认识水平进行展望,但总的变化趋势是增加的,差
别仅在于幅度的大小.
气候变化是一个复杂的非线性变化过程.由于
气候变化的不确定性,利用 GCMs 定量评估气候变
化仍存在较大分歧,如果把研究尺度从空间大尺度
降低,将全球变化缩小到区域性气候变化,情况将变
得更复杂.尽管存在这样的不确定性,GCMs 对温室
气体浓度上升后气候变化预测的结果仍具有较高的
可信度,即温室气体浓度上升后气候会显著变暖.而
且这个变暖与通过其他方式(如观测的气候变化和
过去的气候重建)得到的评估结果在量级上是一致
的,因此利用 GCMs 定性地研究气候长期变化趋势
具有一定的可靠性.
CFFDRS是基于加拿大林情、社情特征开发的火
险等级预报系统,其应用范围具有一定的局限性.虽
然大兴安岭地区与加拿大林火预测预报系统重点监
测的地区处于同一纬度且具有相似的植被特征,但由
于人为活动、历史原因、地表可燃物状况和森林防火
措施等不同,CFFDRS 在使用过程中对各天气、物候
因子在系统中的权重尚有待进一步调整,以使其更客
观地反映大兴安岭地区森林火灾发生发展的规律.
森林火险等级的划分在一定程度上受人为因素
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影响,如森林火险等级公式的形式、防火期强燃级天
数的确定等.森林火险等级虽能较准确地描述当日
森林火灾发生的可能性,但森林火灾的发生还取决
于火源情况和森林可燃物状态;利用历史森林火灾
数据来验证森林火险等级的划分虽存在一定误差,
仍能说明气象因子所决定的森林火灾发生的概率.
气象要素的准确程度直接关系到森林火险预估
的准确率.目前的气象数据无法实时传送,本文中的
气象数据主要来自中国气象局中国气象科学数据共
享中心的全国气象台站观测记录. 气象台站观测资
料的记录年限有限,且早期长序列资料和连续记录
资料严重短缺,加之早期观测点的空间覆盖不足,尤
其在 20 世纪 50 年代及以前,气象观测站很少. 另
外,现有的气象站点的分布不十分均匀,一部分位于
城镇内或附近,受城市化和周围局部环境变化的显
著影响.未来应在重点林区科学地增设气象台站、森
林火险因子采集站,并建立与中国气象局国家气象
信息中心的数据专线,下载全国联网气象台站的气
象实时观测数据,建立气象信息库,实现与森林火灾
数据库的联动,进一步提高森林火险预报精度.
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作者简介摇 杨摇 光,女,1980 年生,讲师.主要从事林火生态
研究. E鄄mail: lx_yg@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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