利用北京市土地利用图和 Landsat TM 影像,采用监督分类方法对可燃物进行分类,获得可燃物分类图,并对各类可燃物的特征进行详细描述。结果表明:可燃物可分6类,即O_1草地(中低盖度)、O_2草地(高盖度)、S_1灌丛、S_2幼林、C_1针叶林、M_1针阔混交林和B_1阔叶林。由于TM卫星影像分辨率的限制,很难分别出林分垂直结构的差异。这一分类结果,可以满足森林火险等级预报的需要,但对于火行为预报,还需要根据林分燃烧性、林分垂直结构及可燃物分布状态进一步分类。对当前的可燃物分类方法与制图途径以及未来的发展趋势进行讨论。
Fuel type is a basic concept to describe the state of fuel,and it is usually used as a basic input for the fire behavior model of the forest fire danger rating system.The paper uses the land cover map and Landsat TM imagery of Beijing to make the fuel map by using supervised classification.Fuel type maps account for structural characteristics of vegetation related to fire behaviour and fire propagation.The results classify the vegetation into six fuel types:O_1 grass,O_2 grass(high coverage),S_1 shrub,S_2 young plantation,C_1 conifer forest,M_1 mixed wood and B_1 broad_leaf forest.Due to the resolution limit of TM imagery,it is difficult to distinguish the forest variety in vertical structure.The results can be used in the forest fire danger rating system,but there is a need for further classification for the fuel with the flammability,vertical structure and distribution in order to make the fire behavior prediction.The paper also discusses the current methods and development of fuel classification and mapping.
全 文 :第 wu卷 第 tt期
u s s y年 tt 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1wu o²1tt
²√ qou s s y
北京市森林可燃物分类研究 3
田晓瑞t 戴兴安u 王明玉t 舒立福t 高成德v
kt q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实验室 北京 tsss|t ~
u q中南林业科技大学 长沙 wtsssw ~ v q北京市林业局 北京 tsssu|l
摘 要 } 利用北京市土地利用图和 ¤±§¶¤·× 影像 o采用监督分类方法对可燃物进行分类 o获得可燃物分类图 o并
对各类可燃物的特征进行详细描述 ∀结果表明 }可燃物可分 y类 o即 pt草地k中低盖度l ! pu草地k高盖度l !≥pt
灌丛 !≥pu幼林 !≤ pt针叶林 ! pt针阔混交林和
pt阔叶林 ∀由于 × 卫星影像分辨率的限制 o很难分别出林分垂
直结构的差异 ∀这一分类结果 o可以满足森林火险等级预报的需要 o但对于火行为预报 o还需要根据林分燃烧性 !
林分垂直结构及可燃物分布状态进一步分类 ∀对当前的可燃物分类方法与制图途径以及未来的发展趋势进行讨论 ∀
关键词 } 可燃物分类 ~可燃物制图 ~林火管理
中图分类号 }≥zyu 文献标识码 } 文章编号 }tsst p zw{{kussyltt p sszy p sx
收稿日期 }ussx p sv p tw ∀
基金项目 }北京自然科学基金资助项目kyswusuxl ∀
3 感谢中国林业科学研究院林业研究所贾宝全先生提供北京市土地利用相关数据 ∀
Στυδψ ον τηε Φυελ Τψπεσ Χλασσιφιχατιον οφ Φορεστσιν Βειϕινγ
׬¤± ÷¬¤²µ∏¬t ⁄¤¬÷¬±ªπ¤±u • ¤±ª ¬±ª¼∏t ≥«∏¬©∏t ¤² ≤«¨ ±ª§¨v
kt qΡεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστ Εχολογψo Ενϖιρονµεντ ανδ Προτεχτιον oΧΑΦ Κεψ Οπεν Λαβορατορψοφ Φορεστ Προτεχτιον οφ Στατε Φορεστρψ Αδµινιστρατιον
Βειϕινγ tsss|t ~ u qΧεντραλΣουτη Υνιϖερσιτψοφ Φορεστρψ ανδ Τεχηνολογψ Χηανγσηα wtsssw ~ v qΒειϕινγ Φορεστρψ Βυρεαυ Βειϕινγ tsssu|l
Αβστραχτ } ƒ∏¨¯·¼³¨ ¬¶¤¥¤¶¬¦¦²±¦¨³··²§¨¶¦µ¬¥¨ ·«¨ ¶·¤·¨²©©∏¨¯o¤±§¬·¬¶∏¶∏¤¯ ¼¯ ∏¶¨§¤¶¤¥¤¶¬¦¬±³∏·©²µ·«¨ ©¬µ¨ ¥¨«¤√¬²µ
°²§¨¯²©·«¨ ©²µ¨¶·©¬µ¨ §¤±ª¨µµ¤·¬±ª¶¼¶·¨°q׫¨ ³¤³¨µ∏¶¨¶·«¨ ¤¯±§¦²√¨ µ°¤³¤±§¤±§¶¤·× ¬°¤ª¨µ¼ ²©
¨ ¬¬±ª·² °¤®¨ ·«¨
©∏¨¯ °¤³ ¥¼ ∏¶¬±ª¶∏³¨µ√¬¶¨§¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±q ƒ∏¨¯·¼³¨ °¤³¶¤¦¦²∏±·©²µ¶·µ∏¦·∏µ¤¯ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²© √¨ ª¨·¤·¬²± µ¨ ¤¯·¨§·²©¬µ¨
¥¨«¤√¬²∏µ¤±§©¬µ¨ ³µ²³¤ª¤·¬²±q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¦¯¤¶¶¬©¼·«¨ √¨ ª¨·¤·¬²±¬±·²¶¬¬©∏¨¯·¼³¨¶}pt ªµ¤¶¶opu ªµ¤¶¶k«¬ª«¦²√¨ µ¤ª¨ l o
≥pt ¶«µ∏¥o≥pu ¼²∏±ª³¯¤±·¤·¬²±o≤ pt ¦²±¬©¨µ©²µ¨¶·o pt °¬¬¨ §º²²§¤±§
pt ¥µ²¤§p¯ ¤¨©©²µ¨¶·q⁄∏¨ ·²·«¨ µ¨¶²¯∏·¬²± ¬¯°¬·²©
× ¬°¤ª¨µ¼o¬·¬¶§¬©©¬¦∏¯··²§¬¶·¬±ª∏¬¶«·«¨ ©²µ¨¶·√¤µ¬¨·¼¬± √¨ µ·¬¦¤¯ ¶·µ∏¦·∏µ¨ q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¦¤± ¥¨ ∏¶¨§¬±·«¨ ©²µ¨¶·©¬µ¨ §¤±ª¨µ
µ¤·¬±ª¶¼¶·¨°o¥∏··«¨µ¨ ¬¶¤±¨ §¨©²µ©∏µ·«¨µ¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±©²µ·«¨ ©∏¨¯ º¬·«·«¨ ©¯¤°°¤¥¬¯¬·¼o√¨ µ·¬¦¤¯ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±§§¬¶·µ¬¥∏·¬²±¬±
²µ§¨µ·² °¤®¨ ·«¨ ©¬µ¨ ¥¨«¤√¬²µ³µ¨§¬¦·¬²±q׫¨ ³¤³¨µ¤¯¶² §¬¶¦∏¶¶¨¶·«¨ ¦∏µµ¨±·°¨ ·«²§¶¤±§§¨√¨ ²¯³°¨ ±·²©©∏¨¯ ¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±
¤±§°¤³³¬±ªq
Κεψ ωορδσ} ©∏¨¯·¼³¨¶¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±~©∏¨¯ °¤³³¬±ª~©²µ¨¶·©¬µ¨ °¤±¤ª¨ °¨ ±·
近年来 o野火成为一种严重威胁生态环境和资源的重要灾害 ∀解决这一问题 o首先需要了解可燃物状
况 ∀可燃物类型是描述可燃物状态的基本概念 o通常用于森林火险等级系统火行为模型的基本输入因子 ∀
可燃物类型是一组易于识别的不同可燃物种类 !形状 !大小 !排列或其他特征的可燃物要素组合 o用来预测在
一定天气条件下火烧蔓延速率和控制火烧的难易程度k¤·¬²±¤¯ • ¬¯§©¬µ¨ ≤²²µ§¬±¤·¬±ª µ²∏³ot||y ~ ≤¤±¤§¬¤±
±·¨µ¤ª¨±¦¼ ƒ²µ¨¶·ƒ¬µ¨ ≤ ±¨·µ¨ oussul ∀具体地说 o一种可燃物类型就是一个可燃物复合体 o具有充分的同质性
并且具有足够大的面积可以维持稳定的火行为kƒ²µ¨¶·µ¼ ≤¤±¤§¤ ƒ¬µ¨ ⁄¤±ª¨µµ²∏³ot||ul ∀可燃物类型和地
形 !小气候条件一样是制定林火管理计划时需要考虑的最重要因子k¨¤±¨ ετ αλqousstl ∀可燃物分类是一项
很困难和复杂的过程 o要求熟悉遥感影像分类 !火行为 !可燃物模型 !生态学和地理信息系统分析等方面的知
识 o当前还没有一个能为所有用户提供令人满意的结果的分类方法k×µ¤¥¤∏§ot|||l o目前大多采用具有不同
光谱信息的航片或卫片进行可燃物分类 ∀
制取可燃物图有 w种主要方法 }tl 野外踏查 ~ul直接制图 ~vl 间接制图 ~wl 梯度模型 k¨¤±¨ ετ αλqo
usstl ∀可燃物状况会随着时间发生变化 o这就要求进行大量的野外调查对可燃物图进行更新 o否则就限制
了它的实用性 ∀卫星遥感技术是获得可燃物数据的一个重要方法 o与传统的航空遥感或野外调查方法相比
经济成本大大降低 o覆盖的空间面积大 o并且有高的时间分辨率 o可以及时更新可燃物图k¶º¤¯§ ετ αλqo
t|||l ∀另外 o卫星传感器提供的数字信息可以容易地用于 ≥ 分析 o可以快速输入到火行为和火增长模型
中 ∀应用遥感数据进行植被分类和制图正在成为可燃物评估的基本方法 ∀
本文的目的是利用北京市土地利用图和 ¤±§¶¤·× 影像 o采用监督分类方法对植被进行分类 o划分可燃
物类型 o制得可燃物分布图 o用于北京市的森林火险等级预报 o这也是未来发展森林火险等级系统和火行为
预报系统的基础 ∀
t 地区概况和方法
111 地区概况
北京位于华北平原的西北端 ottxβusχ ) ttzβvsχ ∞ov|βu{χ ) wtβsxχ o总面积 ty {sz ®°u ∀北京市周围山系
属燕山和太行山 u个山系 o山区占总面积的 yu h ∀地势西北高 o东南低 ∀一般山区海拔 xss ∗ {ss ° ~丘陵区
为 uss ∗ vss °k北京林业志编委会 ot||vl ∀北京市有森林面积 y|1xv万 «°u o地带性植被为暖温带落叶阔叶
和常绿针叶林 ∀该地区的原始森林植被基本被破坏殆尽 o经过近 xs年的封山育林和大力植树造林 o植被得
到了更新和恢复 o形成了针 !阔叶人工林与大量天然次生植被类型镶嵌状分布 ∀自然植被多为松栎林 !杨桦
林或灌丛草本群落 ∀森林植被的特点是天然次生林和人工林多 o防护林多 o中幼林比重大 ∀北京的气候属暖
温带半湿润大陆性季风气候 o气候特点是冬季寒冷干燥 o夏季炎热多雨 o春季干旱多风 ∀因此 o每年的 ts月
到翌年的 x月底是防火期 ∀林火主要是人为引起的 o火灾类型主要是地表火 ∀林火多发生在近山 !浅山地区 ∀
112 方法
采用的数据有 tΒts万北京市土地利用图 !¤±§¶¤·× 影像kusss年 w月 vs日l和森林资源清查数据 ∀数
据处理方法主要有以下几个步骤 }tl对卫星图像进行过地面和几何校正 ~ul利用土地利用图划分城市与居民
区 !农田 !灌木 !森林 !草地 !水和其他用地 ~vl根据研究地区森林的燃烧特点 o把森林划分为针叶林 !阔叶林和
针阔混交林 v类 ~wl根据可燃物的分类方法 o制取可燃物图 ∀图像分类过程如图 t所示 ∀
图 t 图像分类过程
ƒ¬ªqt ·¨«²§²©¬°¤ª¨µ¼ ¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±
u 结果与分析
211 可燃物分布图
土地利用图和卫星影像不能分别出具体的树种 o考虑到北京地区的森林类型和火行为特征相对比较简
单 o所以 o根据现有资料只把森林划分成针叶林 !针阔混交林和阔叶林 v个可燃物类型 ∀郁闭度 ws h !高度
在 u °以下的矮林地和灌丛林地划为 ≥pt o根据盖度把草地划分成 ptk覆盖度在 x h ∗ xs h l和 puk覆盖度
xs h l ∀未成林造林地 !迹地 !苗圃和疏林地k郁闭度 ts h ∗ vs h l的可燃物火行为特征与灌丛基本类似 o所
以定义为 ≥pu ∀森林的垂直结构对火行为影响很大 o梯状可燃物的存在与否影响到地表火是否容易发展成
zz 第 tt期 田晓瑞等 }北京市森林可燃物分类研究
为树冠火 ∀由于根据卫星影像很难区分出林下是否有灌木层 o详细的可燃物分类还需要大量的地面调查资
料 ∀由于火险等级预报主要是根据天气因子进行预报 o再对不同的可燃物类型进行火行为预测 o所以 o这样
的可燃物分类结果能够满足当前火险等级预报的需要 ∀本文具体采用的可燃物分类原则见表 t ∀利用
µ¦¬±©²{1v对不同的可燃物分类图层进行合并 o生成北京市的可燃物分布图 o分类结果见图 u ∀
表 1 可燃物分类原则
Ταβ .1 Σχηεµε υσεδ το ιδεντιφψτηε φυελτψπεσ
植被类型
×¼³¨¶²©√¨ ª¨·¤·¬²±
分类特征
≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²©¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²±
可燃物类型
ƒ∏¨¯·¼³¨¶
草地
µ¤¶¶¯¤±§
覆盖度在 x h ∗ xs h 的草地 o草被较稀疏 ∀ ≥³¤µ¶¨ ªµ¤¶¶¯¤±§ º¬·«¦²√¨ µ¤ª¨
µ¤·¨ ¤·x h ∗ xs h pt
覆盖度 xs h 的草地 o草被生长茂密 ∀ ⁄¨ ±¶¨ ªµ¤¶¶¯¤±§ º¬·«¦²√¨ µ¤ª¨ µ¤·¨
°²µ¨ ·«¤± xs h pu
森林
ƒ²µ¨¶·
郁闭度 vs h的针叶林 ∀≤²±¬©¨µ²∏¶©²µ¨¶·º¬·«¦²√ µ¨¤ª¨ µ¤·¨ °²µ¨ ·«¤± vs h ≤ pt
郁闭度 vs h的阔叶林 ∀
µ²¤§p¯ ¤¨©©²µ¨¶·º¬·«¦²√ µ¨¤ª¨ µ¤·¨ °²µ¨ ·«¤± vs h
pt
郁闭度 vs h 的针阔混交林 ∀
µ²¤§2¯ ¤¨© ¤±§ ¦²±¬©¨µ °¬¬¨ § ©²µ¨¶·º¬·«
¦²√¨ µ¤ª¨ µ¤·¨ °²µ¨ ·«¤± vs h pt
灌木林
≥«µ∏¥
指郁闭度 ws h !高度在 u °以下的矮林地和灌丛林地 ∀ ≥«µ∏¥¤±§¶«²µ·
©²µ¨¶·¯ ¶¨¶·«¤± u °¬± «¨¬ª«·o¦²√ µ¨¤ª¨ µ¤·¨ °²µ¨ ·«¤± ws h ≥pt
其他林地
·«¨µ©²µ¨¶·¶ ¤¯±§
未成林造林地 !迹地 !苗圃 !稀疏矮林和疏林地k郁闭度 ts h ∗ vs h l ∀
±¦¯∏§¬±ª±¨ º ©²µ¨¶·¯¤±§o¥∏µ±¨ §¤µ¨¤o ±∏µ¶¨µ¼ ¤±§¶³¤µ¨ ©²µ¨¶·k¦²√ µ¨¤ª¨ µ¤·¨
µ¤±ª¨ ts h ∗ vs h l
≥pu
212 各类可燃物的特征
描述
根据对各类可燃物类
型的地面调查和火行为分
析 o分别对北京市各类可
燃物的特征进行具体描
述 ∀
u1u1t p t 草地 k低盖
度l和 pu草地k高盖度l
这类可燃物类型的特征
是主要有草本覆盖 o偶尔
有灌木或灌丛出现 o但不
明显影响火行为特征 ∀北
京地区的草地类型主要有
白 羊 草 k Βοτηριοχηλοα
图 u 北京市森林可燃物分布图
ƒ¬ªqu ƒ²µ¨¶·©∏¨¯ °¤³²©
¨ ¬¬±ª
¬¶¦«¤¨ °∏°l草丛 !野青茅
kΧλαµαγροστισ αρυνδιαναχεαl
草甸 !大齿山芹 p梅花草
p 日本乱子草k Οστεριχυµ
γροσσεσερρατυµ2Παρνασσια
παλυστρισ2Μυηχενβεργια ϕαπονιχαl
草甸 !远东芨芨草 p红柴
胡 p 拳参 kΑχηνατηερυµεξτ
ρεµιοριενταλε2Βυπλευρυµ
σχορζονεριφολιυµ2Πολψγονυµ
βιστορταl草甸等类型 o主要
分布在沟谷和亚高山部
分地段 ∀根据覆盖度的
不同将草地划分为 u类 o
草本盖度在 x h ∗ xs h o
植被较稀疏 o定义为可燃
物类型 pt o草本盖度大
于 xs h o植被生长茂密 o
定义为 pu ∀草本平均高
度和疏密度影响草地的火行为 ∀ pt植被稀疏 o容易发生地表火 o但火烧蔓延速度慢 ~而 pu容易发生连续
的地表火烧 o火蔓延速度快 o火强度低或中等 ∀
u1u1u ≤ pt针叶林 针叶林包括寒温性针叶林和温性针叶林 o以人工林为主 o有部分天然次生林 o天然林比
较少见 ∀人工针叶林的特征是纯林 !林冠郁闭 o没有明显的下木层或灌木层 ∀林地覆盖物主要是针叶凋落
物 o腐殖质层薄k不超过 ts ¦°l ∀林冠的枝下高度影响火蔓延速度和树冠火的形成 ∀北京地区常见的针叶林
有 }华北落叶松kΛαριξ πρινχιπισl人工林 o主要分布在山坡上部阴坡或半阴坡 ~侧柏 k Πλατψχλαδυσ οριενταλισl 林 o
{z 林 业 科 学 wu卷
主要分布在阳坡 !半阳坡 ~油松 k Πινυσταβυλαεφορµισl 林 o在阴坡 !半阴坡有大面积分布 ∀有些早期的人工林 o
现在呈现为半天然状态 ∀林中乔木层有少量栎树 o如栓皮栎k Θυερχυσ ϖαριαβιλισl o蒙古栎 k Θυερχυσ µονγολιχαl o
有的林分有明显林下植被 o有灌木和草本分布 ∀这些空间可燃物的存在 o有利于地表火向树冠火的蔓延 ∀
u1u1v
pt阔叶林 这类可燃物的特征是阔叶纯林 o常伴有发育良好的灌木层 ∀火烧多发生在春季发芽前
或秋季阔叶后 o以地表火为主 o火消耗的可燃物主要是阔叶树凋落物和枯死的草本 o在干燥的防火期内林地
腐殖质也可能成为有效可燃物 ∀北京地区常见的阔叶林有蒙古栎 !栓皮栎 !山杨k Ποπυλυσ δαϖιδιαναl !白桦
k Βετυλα πλατψπηψλλαl !北京杨k Ποπυλυσ ≅ βειϕινγενσισl等天然次生林或人工林 ∀天然次生林多分布在阴坡 !半阴
坡 o林下灌木层以荆条kςιτεξ νεγυνδο √¤µq ηετεροπηψλλαl !三裂绣线菊kΣπιραεαφριτσχηιαναl !多花胡枝子kΛεσπεδεζα
φλοριβυνδαl等为主 o草本植物主要有北京隐子草 k Χλειστογενεσ σθυαρροσαl !半夏 k Πινελλια τερναταl !地黄
k Ρεηµαννια γλυτινοσαl !紫花地丁k ςιολαε πηιλλιχαl !茜草k Ρυβιαε χορδιφολιαl !苦荬菜k Ιξερισ δεντιχυλαταl !南蛇藤
k Χελαστρυσ ορβιχυλατυσl等 o盖度一般在 zs h以上 ∀人工林则主要分布在居民区附近的沟谷 o林下灌木和草类较
少 ∀
u1u1w pt针阔混交林 这类可燃物以针叶树种和阔叶树种不同比例的混交为特征 o主要树种有油松 !华
北落叶松 !蒙古栎 !栓皮栎 !山杨 !白桦等树种 ∀北京地区的针阔混交林以松栎混交林为主 ∀除了树种组成变
化 o针阔混交林在结构和发育程度上也有很大变化 o但通常分布在立地条件较好的地段 ∀随着季节变化k树
木生长期l o林分燃烧性发生变化 ∀夏季 o林冠层和林下阔叶树种有叶片 o火蔓延速度大大降低 o最高的火蔓
延速度只发生在春季阔叶树萌芽前或秋季相似的火烧条件下 ∀火烧类型和蔓延速度与针阔叶树种组成比例
相关 ∀
u1u1x ≥pt灌木林 这类可燃物的主要特征是郁闭度 ws h !高度在 u °以下的矮林地和灌丛林地 o主要树
种包括二色胡枝子kΛεσπεδεζα βιχολορl !山杏kΑρµενιχα σιβιριχαl !榛子k Χορψλυσχηινενσισl !三裂绣线菊 !荆条 !酸枣
k Ζιζιπηυσ αχιδοϕυϕυβαl !虎榛子k Οστρψοπσισ δαϖιδιαναl !黄栌k Χοτινυσ χογγψγριαl等 ∀火烧多发生在春季萌芽前或
秋季落叶后 o有效可燃物主要有地表凋落物和直接暴露在风和阳光下的草本组成 o在春季腐殖质层有常常因
为含水率低而成为有效可燃物 ∀北京地区常见的灌丛有荆条灌丛 !绣线菊 k Σπιραεατ ριλοβαταl 灌丛 !照山白
k Ρηοδοδενδρον µιχραντηυµl 灌丛 !平榛 k Χορψλυσ ηετεροπηψλλαl 灌丛 !毛榛 k Χορψλυσ µανσηυριχαl 灌丛 !胡枝子
kΛεσπεδεζα βιχολορl灌丛 !大果榆 p山杏 k Υλµυσ µαχροχαρπαp Αρµενιαχα ϖυλγαρισl灌丛 ∀灌草丛主要有荆条 p白
羊草群丛 !荆条 p矮丛苔草 n猪毛蒿k Χαρεξ πυµιλα n Αρτεµισια σχοπαριαl群丛 !荆条 p北京隐子草群丛 !胡枝
子 n荆条 p矮丛苔草群丛 !荆条 n三裂绣线菊 p矮丛苔草群丛等 ∀灌草丛是森林或次生灌丛经反复砍伐后 o
导致土壤日益贫瘠 o生境趋于干旱造成的k李清河等 oussul ∀灌草丛的枯落物较多 o有效可燃物多 o容易发
生中高强度火烧 ∀
u1u1y ≥pu幼林等 这类可燃物的主要特征是未成林地 o郁闭度 ts h ∗ vs h o主要造林树种是油松 !侧柏和
少量阔叶树种 o山杏 !黄栌 ∀由于造林整地破坏了原有植被 o可燃物的不连续分布是这类可燃物的一个主要
特征 ∀地表可燃物载量比 ≥pt少 o主要地表可燃物是灌木k荆条 !酸枣 !胡枝子等l落叶和草本k白羊草 !苔
草l o腐殖质层也呈不连续分布 ∀春季和秋季易发生地表火 o但蔓延速度和火烧强度比 ≥pt降低 ∀
v 结论与讨论
利用土地利用图和 × 遥感影像把北京地区的森林可燃物分成 y类 o即 pt草地k覆盖度在 x h ∗
xs h l ! pu草地k覆盖度 xs h l !≥pt灌丛 !≥pu幼林 !≤ pt针叶林 ! pt针阔混交林和 ⁄pt阔叶林 ∀由于 ×
卫星影像分辨率的限制 o很难分辨出林分垂直结构的差异 ∀本文的分类结果 o基本可以满足森林火险等级
预报的需要 ∀但对于进行火行为预报来说 o这个分类结果还不够详细 o特别是对针叶林需要根据林分燃烧
性 !林分垂直结构及可燃物分布状态进一步分类 ∀
可燃物分类是建立火险等级系统和进行火行为预报的基础 o许多国家很早就完成了可燃物分类的工作 ∀
例如 o加拿大森林火险等级系统k≤ƒƒ⁄ ≥l 包括 u个主要子系统 o加拿大火险天气指标kƒ • l系统 k≤¤±¤§¬¤±
ƒ²µ¨¶·≥¨ µ√¬¦¨ ot|{zl和加拿大林火行为预报kƒ
°l系统kƒ²µ¨¶·µ¼ ≤¤±¤§¤ƒ¬µ¨ ⁄¤±ª¨µµ²∏³ot||ul oƒ • 只采用了
一种可燃物类型进行火险预报 oƒ
°系统包括 x组 k针叶林 o阔叶林 o混交林 o采伐迹地和草地l共 ty个可燃
|z 第 tt期 田晓瑞等 }北京市森林可燃物分类研究
物类型kƒ²µ¨¶·µ¼ ≤¤±¤§¤ƒ¬µ¨ ⁄¤±ª¨µµ²∏³ot||ul ∀美国的国家火险等级系统采用一系列的可燃物模型来描述
可燃物床的特征 o作为运行 ²·«¨µ°¨ ¯火蔓延模型的输入因子k²·«¨µ°¨ ¯ot|zul ∀可燃物模型把主要的可燃物
类型分成 w个植被组 o草地 !灌木 !森林和采伐迹地 ∀这 w个植被组进一步细分为 us个具体的可燃物模型用
于火险等级预测 o每个可燃物模型具有不同的参数用于火行为的计算 ∀火行为预测系统对 us个可燃物模型
进行了整合形成 tv个可燃物模型k±§¨µ¶²±ot|{ul ∀希腊把可燃物分成 z个类型k¬¤®²∏°¤®¬¶ ετ αλqoussul o
分别是 }tl地表可燃物 o包括农田和草地 ~ul低矮灌木 o包括草地 !低矮灌木kvs ∗ ys ¦°l o也包括采伐迹地 ~vl
中等灌木林 o包括中等到大型的灌木ks1ys ∗ u1s °l盖度可能大于 xs h o也包括新恢复的自然或人工植被 ~wl
高的灌木林 o包括高的灌木k u1s °l和人工幼林 ~xl没有下木的森林 o包括采用机械或化学的方法清理了下
层林木的森林 ~yl有中等下木的森林 o林冠远远高于下层植被 ~zl有高且稠密下木的森林 o林冠和下木层之间
没有间隙或间隙很小 o有可燃物梯 o容易发生高强度树冠火 ∀澳大利亚的火险等级系统采用了 v类可燃物类
型 }草地 !桉树k Ευχαλψπτυ󶳳ql林和石楠k Εριχᶳ³ql树丛Π灌木k≤«¨ ±¨ ¼ ot||ul o采用草地火险尺和森林火险
尺来预测火险和火行为 ∀我国也急需开展全国森林可燃物的分类研究 o为建立国家火险等级系统奠定基础 ∀
目前 o国外普遍采用的可燃物图多是根据土地利用图和遥感影像制取 ∀加拿大火险等级预报系统采用
的可燃物图就是来源于根据卫星影像数据制取的土地分类图 o该土地分类图采用的是 t|{{ ) t||t年获得的
) ∂ 数据 o该土地分类图也没有划分针叶林种 o因此 o这种可燃物图用于描述可燃物概况和大尺
度火险预测 ∀ ≥¨ ¥¤¶·¬e±pq³¨½等kusssl根据欧洲自然植被图和土地利用图制取的欧洲可燃物图已经用于欧
洲大尺度的林火管理 ∀√¤± • ¤ª·¨±§²±®等kusssl为了改善单一图像制图的缺点 o根据植物的季节变化特点 o
采用多时相 ¤±§¶¤·× 影像来确定可燃物类型 o提高了可燃物分类的精度 ∀未来可以考虑采用高分辨率卫
星遥感数据k如 ±∏¬¦®¥¬µ§卫星遥感资料l或航片进行更加详细的可燃物分类 o特别是区分可燃物垂直结构的
变化 o用于火行为预报系统的建立 ∀
参 考 文 献
北京林业志编委会 qt||v1 北京林业志 }上卷 q北京 }中国林业出版社 ot p us
李清河 o杨立文 o崔丽娟 qussu q北京九龙山封育植被群落变化的研究 q林业科学研究 otxkvl }vuv p vvt
±§¨µ¶²± ∞qt|{u1 ¬§¶·²§¨·¨µ°¬±¬±ª©∏¨¯ °²§¨ ¶¯©²µ ¶¨·¬°¤·¬±ª©¬µ¨ ¥¨«¤√¬²µq≥⁄ ƒ²µ≥ µ¨√ o¤·¬²±¤¯ • ¬¯§©¬µ¨ ≤²²µ§¬±¤·¬±ªµ²∏³o¨ ± × ¦¨« ³¨o× p
tuu
≤¤±¤§¬¤± ƒ²µ¨¶·µ¼ ≥¨ µ√¬¦¨ qt|{z1 פ¥¯ ¶¨©²µ·«¨ ≤¤±¤§¬¤±©²µ¨¶·©¬µ¨ º ¤¨·«¨µ¬±§¨¬¶¼¶·¨° q≤¤± ƒ²µ≥¨ µ√ oƒ²µ× ¦¨« ³¨o²qux kw·« §¨¬·¬²±l q ·¤º¤o
≤¤±¤§¬¤± ±·¨µ¤ª¨ ±¦¼ ƒ²µ¨¶·ƒ¬µ¨ ≤ ±¨·µ¨ qussu1 ׫¨ ussu ª¯²¶¶¤µ¼ ²©©²µ¨¶·©¬µ¨ °¤±¤ª¨ °¨ ±··¨µ°¶q«·³}ΠΠº¯ ¤³ººº qª²√ q¥¦q¦¤Π¨¶§Π©¬µ¨ p °ª°·pª¯²¶¶pussu1³§©
≤«¨ ±¨ ¼ ° qt||u1 ±¤·¬²±¤¯ ©¬µ¨ §¤±ª¨µµ¤·¬±ª¶¼¶·¨°©²µ∏¶·µ¤¯¬¤q±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ƒ²µ¨¶·ƒ¬µ¨ ¨ º¶k²qyp¤±∏¤µ¼ t||ul q«·³}ΠΠººº q©¬µ¨ q∏±¬p©µ¨¬¥∏µªq§¨Π¬©©±Π
¦²∏±·µ¼Π¤∏Π¤∏pw1«·°
ƒ²µ¨¶·µ¼ ≤¤±¤§¤ƒ¬µ¨ ⁄¤±ª¨µµ²∏³qt||u1 ⁄¨ √¨ ²¯³° ±¨·¤±§¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·«¨ ≤¤±¤§¬¤±©²µ¨¶·©¬µ¨ ¥¨«¤√¬²µ³µ¨§¬¦·¬²±¶¼¶·¨° qƒ²µ≤¤±o·¤º¤o±±© ³¨o≥×
p ÷ p v
¬¤®²∏°¤®¬¶ o¬·¤¶ o≥¤±p¬ª∏¨¯qussu1 ¥¨¦·p²µ¬¨±·¨§¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²± °²§¨ ¬¯±ª©²µ©∏¨¯·¼³¨ °¤³³¬±ª¬±·«¨ §¨¬·¨µµ¤±¨ ¤±o∏¶¬±ª⁄≥× × ¤±§
≥ ¬°¤ª¨µ¼ ³µ¨ ¬¯°¬±¤µ¼ µ¨¶∏¯·¶Μ∂¬¨ª¤¶÷ qƒ²µ¨¶·ƒ¬µ¨ ¶¨¨¤µ¦« i • ¬¯§¯¤±§ƒ¬µ¨ ≥¤©¨·¼q ¬¯¯³µ¨¶¶o ²·¨µ§¤° ot p tv
¨¤±¨ ∞o
∏µª¤± o • ¤ª·¨±§²±® ∂ qusst1 ¤³³¬±ª º¬¯§¯¤±§©∏¨ ¶¯©²µ©¬µ¨ °¤±¤ª¨ °¨ ±·¤¦µ²¶¶ °∏¯·¬³¯¨¶¦¤¯ ¶¨}±·¨ªµ¤·¬±ªµ¨°²·¨ ¶¨±¶¬±ªo ≥ o¤±§
¥¬²³«¼¶¬¦¤¯ °²§¨ ¬¯±ªq±·¨µ±¤· • ¬¯§¯ ƒ¬µ¨ ots }vst p vt|
¤·¬²±¤¯ • ¬¯§©¬µ¨ ≤²²µ§¬±¤·¬±ª µ²∏³o¤·¬²±¤¯ ±·¨µ¤ª¨ ±¦¼ ƒ¬µ¨ ≤ ±¨·¨µo ≥ qt||y1 ¯ ²¶¶¤µ¼ ²© º¬¯§¯¤±§©¬µ¨ ·¨µ°¬±²¯²ª¼q«·³}ΠΠººº q±º¦ªqª²√Π·¨¤°¶Π³°²Π
³µ²§∏¦·¶Πº©ª¯²¶¶¤µ¼Π¦²±·¨±·q«·°
¶º¤¯§
° oƒ¤±¦«¨µ× o∏¯«¤√¼ ⁄o ετ αλqt|||1 ≤ ¤¯¶¶¬©¼¬±ª©∏¨ ¶¯º¬·«¤¨µ¬¤¯ ³«²·²ªµ¤³«¼¬± ∞¤¶·× ¬¨¤¶q±·¨µ±¤· • ¬¯§¯ ƒ¬µ¨ o|kul }ts| p ttv
²·«¨µ°¨¯ ≤ qt|zu1 °¤·«¨ °¤·¬¦¤¯ °²§¨¯©²µ³µ¨§¬¦·¬±ª©¬µ¨ ¶³µ¨¤§¬± º¬¯§¯¤±§©∏¨ ¶¯q ≥⁄ ƒ²µ≥ µ¨√ o ¨ ± × ¦¨« ³¨o× p ttx
≥ ¥¨¤¶·¬£±p∏³¨ ½ o ¬ª∏¨ p¯¼¤±½ o ¬¥¨µ·¥ q usss1 ± ¬±·¨ªµ¤·¨§©²µ¨¶·©¬µ¨ µ¬¶® ¬±§¨¬ ©²µ∞∏µ²³¨ q «·³}ΠΠ±¤·∏µ¤¯p«¤½¤µ§¶qµ¦q¬·Π§²¦∏°¨ ±·¶Π©¬µ¨¶Πusssp
³µ¨¶¨±·¤·¬²±¶Π¨¤µ¶¨ u¯sss1³§©
×µ¤¥¤∏§qt|||1 ¬©¨ ¤±§ ±¨√¬µ²±° ±¨·¬±·«¨ §¨¬·¨µµ¤±¨ ¤±q≥²∏·«¤°³·²±oƒµ¤±¦¨ } • × °µ¨¶¶owss
√¤± • ¤ª·¨±§²±® • o ²²· qusss1 ¼³¨µ¶³¨¦·µ¤¯ ¤±¤¯¼¶¬¶²©°∏¯·¬p·¨°³²µ¤¯ ¤±§¶¤·× §¤·¤©²µ°¤³³¬±ª©∏¨ ¶¯¬± ≠²¶¨ °¬·¨ ¤·¬²±¤¯ °¤µ®Μ¨∏¨±¶¦«º¤±§¨µ
ƒ o ¼¤± ≤ q°µ²¦¨ §¨¬±ª¶²©·«¨ ²¬±·ƒ¬µ¨ ≥¦¬¨±¦¨ ≤²±©¨µ¨±¦¨ ¤±§ • ²µ®¶«²³q ∂²¯ qt o
²¬¶¨ o⁄otx p tz ∏±¨
k责任编辑 朱乾坤l
s{ 林 业 科 学 wu卷