全 文 ：第 wu卷 第 tt期
u s s y年 tt 月
林 业 科 学
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‘²√ qou s s y
vs种树叶的点燃含水率与蔓延含水率
胡海清 刘 菲
k东北林业大学 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 通过对 vs种乔灌木叶子可燃物的野外调查 !取样 o测得点燃含水率和蔓延含水率 ~应用因子分析和聚类
分析方法 o进行统计分析 o得出这些可燃物的易燃难易和蔓延快慢程度的排序 ∀抗火性较好的有山杨 !糖槭 !乌苏
里鼠李 !刺五加 !黑桦 !东北溲疏 !山皂荚 !东北茶 !接骨木 !东北山梅花 !梓树等 tt种 ~较差的有树锦鸡儿 !山丁
子 !刺榆 !卫矛 !枫杨 !暖木条荚迷 !秋子梨 !山楂 !华北卫矛 !油松等 ts种 ∀
关键词 } 森林可燃物 ~树叶 ~点燃 ~蔓延 ~含水率
中图分类号 }≥zyu1t 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussyltt p ss{t p sy
收稿日期 }ussy p sv p uv ∀
基金项目 }国家林业局六大工程专项kussv p svx p vxl !黑龙江省重点基金k⁄sw p stsul和重点攻关kŠ…sx…ysul ∀
ΤηεΙγνιτιον Μοιστυρε Χοντεντ ανδ Σπρεαδ Μοιστυρε Χοντεντ φορ Λεαϖεσ οφ vs Τρεε Σπεχιεσ
‹∏‹¤¬´¬±ª ¬∏ƒ ¬¨
k Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txsswsl
Αβστραχτ} …¤¶¨§²±·«¨ ©¬¨ §¯¬±√¨ ¶·¬ª¤·¬²±o¶¤°³¯¬±ª¤±§·«¨ ¤¯¥²µ¤·²µ¼ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·o·«¨ ¬ª±¬·¬²± °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·¤±§¶³µ¨¤§
°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·²©vs·µ¨¨¤±§¥∏¶«¶³¨¦¬¨¶¯¨ ¤√¨ ¶º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ §¥¼ ¤³³¯¼¬±ª©¤¦·²µ¤±¤¯¼¶¬¶¤±§¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶q׫¨ ²µ§¨µ¬±ª
²©¦²°¥∏¶·¬¥¬¯¬·¼ ¤±§¶³µ¨¤§§¨ªµ¨¨²©·«²¶¨ ©∏¨ ¶¯º¨ µ¨ ª¬√¨ ± ²∏·q׫¨ µ¨¶∏¯·¶«²º¶·«¤··«²¶¨ tt ¶³¨¦¬¨¶²© Ποπυλυσ δαϖιδιαναo
Αχερσαχχηαρυµ o Ρηαµνυσ δαϖυριχαo Αχαντηοπαναξ σεντιχοσυσo Βετυλα νιγραo ∆ευτζια αµυρενσισo Γλεδιτσια ϕαπονιχαo Ριβεσ
µανδσηυριχυµ o Σαµβυχυσ υιλλιαµσιι o Πηιλαδελπηυσ σχηρενκι o Χαταλπα οϖατα «¤√¨ µ¨ ¤¯·¬√¨ ¼¯ «¬ª«¨µ©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·¤¥¬¯¬·¼q • «¬¯¨
·«²¶¨ ts ¶³¨¦¬¨ ²© Χαραγανα αρβορεσχενσo Μαλυσ βαχχαταo Ηεµιπτελεα δαϖιδιι o Ευονψµυσ αλατυσo Πτεροχαρψα στενοπτεραo
ςιβυρυµ βυρεϕαετιχυµ o Πψρυσ υσσυριενσισo Χραταεγυσ πιννατιφιδαo Ευονψµυσ µααχκιι o Πινυσταβυλαεφορµισ «¤√¨ µ¨ ¤¯·¬√¨ ¼¯ ²¯º¨ µ
©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·¤¥¬¯¬·¼q׫²¶¨ µ¨¶∏¯·¶¦¤± «¤√¨ ¤«¨ ³¯·²·«¨ ¶¨¯¨ ¦·¬²± ²©©¬µ¨pµ¨¶¬¶·¤±·¶³¨¦¬¨¶q
Κεψ ωορδσ} ©²µ¨¶·©∏¨¯~¬ª±¬·¬²±~·µ¨¨¯¨ ¤√¨ ¶~¶³µ¨¤§~°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
森林可燃物含水率的大小决定其点燃难易程度和燃烧蔓延的快慢k≥·¨³«¨ ± ετ αλqt||y ~文定元 ot||x ~胡
海清 ot||x ~≥«¤± ετ αλqoussul o进而影响火强度等林火的行为k舒立福等 oussw ~郑焕能等 ot||wl ∀国内外对
可燃物含水率的研究很多 o但是 o对可燃物的初始点燃含水率k指可燃物可以引燃但取消火源后不能蔓延时
的含水率称为初始点燃含水率 o简称为点燃含水率l和初始蔓延含水率k可燃物引燃后即使移走火源亦能蔓
延而不熄灭时的含水率称为初始蔓延含水率 o简称为蔓延含水率lk胡海清 oussxl进行专门的研究尚未见报
道 ∀不同可燃物的点燃含水率和蔓延含水率有很大的差异 o数值越大 o可燃物越不易被引燃和蔓延缓慢 ~相
反 o数值越小 o可燃物越易引燃 o且容易蔓延 ∀在森林防火实践中 o可根据不同森林可燃物的点燃含水率和蔓
延含水率的大小 o所采取相应的预防和扑救措施 ~同时 o可将点燃含水率和蔓延含水率数值的大小作为防火
树种选择的重要指标 ∀因此 o研究可燃物的点燃含水率和蔓延含水率不仅能揭示不同种类可燃物在相同的
环境条件下点燃和蔓延的难易程度 o同时对于森林防火实践中防火树种的选择 o以及防火灭火用火等均具有
重要的理论指导意义和实际应用价值 ∀
t 材料与方法
111 材料来源
试验材料来源于东北林业大学帽儿山实验林场 ∀该林场位于黑龙江省尚志市境内 o属长白山系张广才
岭西部 otuzβu|χ ) tuzβwwχ ‘~wxβtwχ ) wxβu|χ ∞∀该区植被属长白植物区系 o是东北东部山区较典型的天然次
生林区 ∀原地带性顶极为红松k Πινυσ κοραιενσισl阔叶林 o经过采伐和其他人为破坏后形成各种类型的天然次
生林和人工林 o如山杨k Ποπυλυσ δαϖιδιαναl林 !白桦k Βετυλα πλατψπηψλλαl林 !杂木林 !蒙古栎k Θυερχυσ µονγολιχαl
林 !硬阔叶林和兴安落叶松k Λαριξ γ µελινιιl !红松 !樟子松k Πινυσ σψλϖεστρισ √¤µq µονγολιχαl !红皮云杉k Πιχεα
κοραιενσισl等人工针叶林 ∀森林覆被率为 zs1u h ∀
本研究选取帽儿山实验林场分布的 vs种主要树种和灌木 }树锦鸡儿k Χαραγανα αρβορεσχενσl !山丁子
k Μαλυσ βαχχαταl !刺榆k Ηεµιπτελεα δαϖιδιιl !卫矛k Ευονψµυσ αλατυσl !枫杨k Πτεροχαρψα στενοπτεραl !暖木条荚迷
kςιβυρυµ βυρεϕαετιχυµl !秋子梨k Πψρυσ υσσυριενσισl !山楂k Χραταεγυσ πιννατιφιδαl !华北卫矛k Ευονψµυσ µααχκιιl !油
松k Πινυσ ταβυλαεφορµισl !黄花忍冬 k Λονιχερα χηρψσαντηαl !红皮云杉 !色木槭 k Αχερ µονοl !刺槐 k Ροβινια
πσευδοαχαχιαl !杜鹃 k Ρηοδοδενδρον σιµσιιl !沙冷杉 k Αβιεσ ηολοπηψλλαl !契叶茶 k Ριβεσ διαχαντηαl !叶底珠
kΣεχυρινεγα συφφρυτιχοσαl !黄波罗k Πηελλοδενδρον αµυρενσεl !山杨 !糖槭k Αχερ σαχχηαρυµl !乌苏里鼠李k Ρηαµνυσ
δαϖυριχαl !刺五加kΑχαντηοπαναξ σεντιχοσυσl !黑桦k Βετυλα νιγραl !东北溲疏k ∆ευτζια αµυρενσισl !山皂荚k Γλεδιτσια
ϕαπονιχαl !东北茶 k Ριβεσ µανδσηυριχυµl !接骨木k Σαµβυχυσ υιλλιαµσιιl !东北山梅花k Πηιλαδελπηυσ σχηρενκιιl !梓
树k Χαταλπα οϖαταl ∀对选取的树种在生长期间ky月份l和非生长期间kw月份l随机采集鲜叶和枯叶作为试验
材料 ∀每个树种每次采样 v个 o每个样品约 uss ªo分别装入布袋 o现地称定质量并分别在布袋上和记录本上
记录样品的实际质量 o带回实验室备用 ∀
112 测定方法
样品用电热鼓风干燥箱在 tsx ε 条件下进行干燥 o称量用精度 s1t ª的电子天平 ∀
113 测定步骤
tl将装有可燃物的标准布袋放入 tsx ε 的烘干箱内连续烘 { «∀断电后取出布袋再用电子天平称量 ou
次称重差值不超过 s1t ª∀
ul将可燃物放入水中浸泡 x °¬±o直至可燃物含水率达到饱和 ∀
vl将每组样品分为 u份 o在实验室内进行点烧实验 }将叶子散乱地放在燃烧床上 o密实度适中 o枯叶可燃
物的厚度为 x ¦° o将燃着的火柴置于可燃物上 ∀
wl开始时每隔 vs °¬±翻转可燃物 t次 o使其均匀失水 o并用火柴点烧可燃物 o如可燃物不能燃烧 o则继续
风干 ∀到后期 o每隔 x °¬±翻转可燃物 t次 o并用火柴点烧可燃物 ∀
xl多次重复步骤 wl直到刚好能燃烧为止 ∀一份装入标准信封 o封好称质量 ~另一份继续重复实验步骤
wl o直到可燃物刚好能蔓延为止 o迅速装入烘干后的标准信封 o封好放在调零后的电子天平上称质量 ∀
yl公式计算 }样品含水率k h l € k试样鲜质量 p试样干质量lΠ试样鲜质量 ≅ tss h ∀
u 数学分析方法
211 因子分析法
因子分析是研究相关矩阵的内部关系 o将多个变量综合为少数几个因子的一种多元统计方法 ∀因子分
析基本思想是从为数众多的可观测变量中概括和推导出少数几个因子 o用最少的因子来概括和解释最大量
的观测事实 o从而建立起最简洁 !最基本的概念 o揭示出事物之间最本质的联系 ∀因子分析的数学模型为 }
ξι € αιt φt n αιu φu n αιv φv n , n αιµφµ n Ει kι € t ou o, oπl
其中 }µ [ π oφt oφu o, oφµ为公因子 o它们是各变量中共同出现的因子 ~Εt oΕu o, oΕπ为特殊因子 o是指对某个
特定的变量起作用的因子 o在实际模型中往往忽略不计 ~αιϕ叫因子载荷 o是第 ι个变量在第ϕ个因子上的负
荷 o若某一变量在某一因子上的载荷越大 o则与该因子相关程度越高 ∀
212 聚类分析法
聚类分析是研究分类问题的一种多元统计方法 ∀聚类分析基本思想是认为所研究的样品之间存在着不
同程度的相似性 o于是根据一些能够度量样品之间相似程度的统计量 o以这些统计量为分类依据 o划分不同
的类型 ∀样本之间的亲疏程度主要通过样本之间的距离 !样本间的相关系数来度量 ∀本文对距离的测度方
法为欧氏距离平方 o即各样本每个变量值之差的平方和 o计算公式为 }
ΣΕΥΧΛΙ∆ € Ε
κ
ι € t
k Ξι p Ψιlu
其中 oκ表示每个样本有 κ个变量 ~Ξι表示第 t个样本在第 ι个变量上的取值 ~Ψι表示第 u个样本在第 ι个变
量上的取值 ∀
u{ 林 业 科 学 wu卷
聚类的方法为类间平均链锁法k¥¨·º¨ ±¨pªµ²∏³¶ ¬¯±®¤ª¨l o这里的平均距离是对所有样本对的距离求平均值 ∀
213 统计分析
运用统计软件 ≥³¶¶tt1x ©²µº¬±§²º¶进行统计分析 ∀
v 结果与分析
表 1 可燃物燃烧性单变量的平均数与标准差
Ταβ .1 Μεαν ανδ στανδαρδ δεϖιατιον οφ φυελ χοµ βυστιβιλιτψσινγλε ϖαριαβλε
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
均值
 ¤¨±
标准差
≥ q⁄q
分析数
„±¤¯¼¶¬¶±∏°¥¨µ
枯叶初始点燃含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· t|1||y z z1sss yx vs
枯叶初始蔓延含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· {1t{x v v1vvw sx vs
鲜叶初始点燃含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· u{1t|v v |1xuw |y vs
鲜叶初始蔓延含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· tz1yzu v z1v|u ww vs
311 排序计算结果与分析
v1t1t 主成分的提取 对 w
个变量进行因子分析 o其计算
结果与分析见表 t ∀表 u相关
系数矩阵提供了提取因子的依
据 ∀按照累积方差贡献率 ∴
{x h的原则 o在树叶燃烧性的
因子分析中 o选取了前 v个公
共因子 o累计方差贡献率为
{|1{xw h o完全符合要求 ∀
表 2 可燃物燃烧性因子相关系数矩阵
Ταβ .2 Ματριξ οφ χορρελατιον χοεφφιχιεντσ οφ φυελ χοµ βυστιβιλιτψφαχτορσ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
枯叶初始点燃含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯
¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
枯叶初始蔓延含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯
¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
鲜叶初始点燃含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯
¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
鲜叶初始蔓延含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯
¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
枯叶初始点燃含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· t1sss s1tww s1vuz s1vs|
枯叶初始蔓延含水率
⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1tww t1sss s1ssy s1utw
鲜叶初始点燃含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1vuz s1ssy t1sss s1xxw
鲜叶初始蔓延含水率
ƒµ¨¶«¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1vs| s1utw s1xxw t1sss
从表 u可以看出 o大部分相关系数大于 s1v o适用于因子分析方法 ∀从表 v可以看出 o选取的 v个公共因
子在树叶抗火性分析中已包括大部分的信息 o能对大多数的数据给予充分的解释和概括 ∀因为本文提取公
共因子的方法是主成分法 o所以因子矩阵又可称为公共因子矩阵 ∀没有经过正交旋转的因子矩阵见表 w ∀
表 3 因子提取后的总方差分解
Ταβ .3 ∆ισσεχτιον οφ τοταλ ϖαριανχε αφτερ εξτραχτινγ φαχτορσ
公共因子
Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
特征根
≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦µ²²·
方差贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²± ³µ²¥¤¥¬¯¬·¼
²©√¤µ¬¤±¦¨Πh
累积方差贡献率
≤∏°∏¯¤·¬√¨ ¦²±·µ¬¥∏·¬²± ³µ²¥¤¥¬¯¬·¼
²©√¤µ¬¤±¦¨Πh
t t1{xx wy1vzx wy1vzx
u s1||z uw1|tw zt1u|s
v s1zwv t{1xyw {|1{xw
表 4 公共因子矩阵
Ταβ .4 Γενεραλφαχτορ µ ατριξ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
公共因子 Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
φt φu φv
枯叶初始点燃含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1yxz s1sv| s1zxt
枯叶初始蔓延含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1vuw s1|uv p s1tu|
鲜叶初始点燃含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1z|u p s1vz{ p s1us|
鲜叶初始蔓延含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1{vt p s1svs p s1vwx
v1t1u 因子得分模型的建立
根据表 v数据可以认为用以
上的 v个公共因子代替原始 w
个变量 o能够概括原始变量所
含信息的 {|1{xw h ∀在树叶抗
火性的分析中 o可以认为这一
因子提取结果比较理想 o但是
由于每一因子中各原始变量的
系数没有很明显的差别 o要对
这 v 个公共因子命名就不容
易 ∀为了使各因子对各变量的
载荷系数有比较明显的差别 o
需要对因子载荷矩阵进行旋
转 o使载荷值的平方向 t和 s
分化 ∀这里选用方差最大化正交旋转方法 o经过 w次旋转迭代后 o得载荷矩阵如表 x所示 ∀
v{ 第 tt期 胡海清等 }vs种树叶的点燃含水率与蔓延含水率
表 5 旋转后因子提取结果
Ταβ .5 Ρεσυλτ οφ εξτραχτινγ φαχτορσ αφτερ ροτατινγ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
公共因子 Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
φt φu φv
枯叶初始点燃含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1t|v s1szx s1|zz
枯叶初始蔓延含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1sxv s1|{u s1szs
鲜叶初始点燃含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤©¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1{zt p s1tuz s1t|x
鲜叶初始蔓延含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤©¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1{yu s1uvz s1tsx
特征值 ≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦√¤¯∏¨ t1xwv t1swv t1ss{
方差贡献率 ≤²±·µ¬¥∏·¬²± ³µ²¥¤¥¬¯¬·¼ ²©√¤µ¬¤±¦¨Πh v{1xzx uy1szz ux1usu
表 6 可燃物燃烧性因子得分信息
Ταβ .6 Σχορινγ ινφορµατιον οφ φυελ χοµ βυστιβιλιτψφαχτορσ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
抗火性因子 ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·©¤¦·²µ
φt φu φv
枯叶初始点燃含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· p s1t{s p s1sww t1sxy
枯叶初始蔓延含水率 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· p s1sxv s1|xy p s1swu
鲜叶初始点燃含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤©¬±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1yss p s1usz p s1swz
鲜叶初始蔓延含水率 ƒµ¨¶«¯¨ ¤©¬±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· s1x|z s1tyt p s1t{z
从表 x可以看出 o经过旋
转后载荷系数已明显地两极分
化 o第 t公因子 φt 对鲜叶初始
点燃含水率和鲜叶初始蔓延含
水率有绝对值较大的载荷系
数 o所以将 φt 解释为 / 鲜叶抗
火性0因子 oφt 的方差贡献率
为 wy1vzx h ~第 u公因子 φu 对
枯叶初始蔓延含水率有最大的
载荷系数 o所以 o可以将 φu 解
释为/枯叶初始蔓延含水率0因
子 o其方差贡献率为 uw1|tw h o
说明 φu 所反映的因素较显著 ~
第 v公因子 φv 对枯叶初始点
燃含水率有最大载荷系数 o所
以 o可以将 φv 解释为/枯叶初始点燃含水率0因子 o其方差贡献率为 t{1xyw h ∀
表 7 可燃物燃烧性因子得分
Ταβ .7 Φυελ χοµ βυστιβιλιτψφαχτορ σχορινγ
树种
≥³¨¦¬¨¶
可燃物燃烧性因 ≤²°¥∏¶·¬¥¬¯¬·¼©¤¦·²µ
φt φu φv φ
树锦鸡儿 Χαραγανα αρβορεσχενσ p t1xzw tw p s1ztz w p t1{wy {v p t1wst |{
山丁子 Μαλυσ βαχχατα p s1yz{ vu p s1|xx su p s1|vy u{ p s1{vs |z
刺榆 Ηεµιπτελεα δαϖιδιι p t1t|w |x s1uzy z{ p t1vv{ | p s1{s{ ut
卫矛 Ευονψµυσ αλατυσ p t1stw xx p s1w{v yz p s1x{v tt p s1zv| wz
枫杨 Πτεροχαρψα στενοπτερα p s1zuu uz p t1wuv v| s1|wx v p s1wx{ sv
暖木条荚迷 ςιβυρυµ βυρεϕαετιχυµ p s1yvx sx p s1uux v| p s1vty wz p s1wuy {t
秋子梨 Πψρυσ υσσυριενσισ p s1ux| tt p s1tyx s{ p s1{x| p s1wss s{
山楂 Χραταεγυσ πιννατιφιδα p s1tts x| p s1tyw xx p t1svx |z p s1v{x {
华北卫矛 Ευονψµυσ µααχκιι p s1{su tt p s1zvz vv s1yuv z| p s1v{v v{
油松 Πινυσταβυλαεφορµισ p t1s|z zu p s1v|z ww s1{uz v| p s1vxw xw
黄花忍冬 Λονιχερα χηρψσαντηα p s1x{v vu s1uxu |u p s1v|x sz p s1u{z {v
红皮云杉 Πιχεα κοραιενσισ s1{tt vy p t1{xx uw p s1uzz s{ p s1uyz {t
色木槭 Αχερ µονο t1yxu tx p t1sw| uy p u1vxz zy p s1uxy xv
刺槐 Ροβινια πσευδοαχαχια s1szz {y p t1ux{ zt t1suy s| p s1sww s{
杜鹃 Ρηοδοδενδρον σιµσιι p s1uws xu p s1wwt sw s1{x| w s1ss| z{|
沙冷杉 Αβιεσ ηολοπηψλλα p s1ztz ww u1tuz yv p s1xx| u{ s1txu ysv
契叶茶 Ριβεσ διαχαντηα p s1s{v t s1ut| t| s1wyv ut s1txz {xz
叶底珠 Σεχυρινεγα συφφρυτιχοσα p s1tyx v| t1t|z wt p s1u|s xt s1t|x suu
黄波罗 Πηελλοδενδρον αµυρενσε p s1wts yt s1tsw t1wwx t{ s1ux| uww
山杨 Ποπυλυσ δαϖιδιανα s1zvv xz s1xy{ v| p s1zsy v s1u{t z{u
糖槭 Αχερσαχχηαρυµ t1vyw vt p s1|zy wv s1stv tv s1vsy sty
乌苏里鼠李 Ρηαµνυσ δαϖυριχα s1swt t{ p s1uuy tu t1uyy t{ s1vsz t|
刺五加 Αχαντηοπαναξ σεντιχοσυσ s1xyy t{ p s1sww z{ s1vy{ y s1vvv wxv
黑桦 Βετυλα νιγρα s1tuu |v s1yz| z{ s1vxz tv s1vxs uuw
东北溲疏 ∆ευτζια αµυρενσισ p s1txu |w p s1u{{ xu u1tzt |y s1wx| z|w
山皂荚 Γλεδιτσιαϕαπονιχα s1s{| || t1{yt | s1twt vu s1yt{ yuu
东北茶 Ριβεσ µανδσηυριχυµ s1wtv {v s1|us yz s1z{z u{ s1yyx yyz
接骨木 Σαµβυχυσ υιλλιαµσιι s1w{{ {| u1szs ux p s1w|x uy s1yzt z|v
东北山梅花 Πηιλαδελπηυσσχηρενκιι s1xss u| t1uws ss s1yy| zy s1zyu w|{
梓树 Χαταλπα οϖατα v1xz| y p s1ts| xx s1svu sz t1xtv |xt
由表 y o建立因子得分模型如下 }
φt € p s1st{ξt p s1sxvξu n s1yξv n s1x|zξw
φu € p s1swwξt n s1|xyξu p s1uszξv n s1tytξw
φv € t1sxyξt p s1swuξu p s1swzξv p s1t{zξw
w1t1v 树叶燃烧性排序模型的建立
与排序分析 将原始变量的标准化值
代入得分模型 o就可得到各种树叶的
公因子得分值 ∀再把 φt oφu oφv代入 φ
€ kv{1xzxφt n uy1szzφu n ux1usuφv lΠ
{|1{xwk即以各因子的方差贡献率占 v
个因子总方差贡献率的比重作为权
重 o进行加权汇总l o就可以得到各树
种树叶的综合得分 o见表 z ∀
有了各个公共因子的合理解释 o
在结合各个树种 v个公共因子得分和
综合得分 o就可对各种树叶燃烧性性
进行评价 ∀
在/鲜叶燃烧性0因子 φt上得分
较高k较不易燃l的是山皂荚 !黑桦 !东
北茶 !接骨木 !东北山梅花 !刺五加 !
山杨 !红皮云杉 !糖槭 !色木槭 !梓树 ~
得分较低k较易燃l的是树锦鸡儿 !刺
榆 !油松 !卫矛 !华北卫矛 !枫杨 !沙冷
杉 !山丁子 !暖木条荚迷 !黄花忍冬 ∀
在/ 枯叶初始点燃含水率0因子
φv上得分较高k较不易燃l的是东北溲
疏 !黄波罗 !乌苏里鼠李 !刺槐 !枫杨 !
杜鹃 !油松 !东北茶 !东北山梅花 ~得
w{ 林 业 科 学 wu卷
分较低k较易燃l的是色木槭 !树锦鸡儿 !刺榆 !山楂 !山丁子 !秋子梨 !山杨 !卫矛 !沙冷杉 !接骨木 ∀
在/枯叶初始蔓延含水率0因子 φu上得分较高k较不易燃l的是沙冷杉 !接骨木 !山皂荚 !东北山梅花 !叶
底珠 !东北茶 !黑桦 !山杨 !刺榆 ~而得分较低k较易燃l的是红皮云杉 !枫杨 !刺槐 !色木槭 !糖槭 !山丁子 !华
北卫矛 !树锦鸡儿 !卫矛 !杜鹃 ∀
结合综合得分与各变量在各树种上的得分值 o对所分析的 vs种树叶燃烧性进行综合评价 }
较不易燃k较抗火l的是 }山杨 !糖槭 !乌苏里鼠李 !刺五加 !黑桦 !东北溲疏 !山皂荚 !东北茶 !接骨木 !东
北山梅花 !梓树 ~
较易燃k抗火性较差l的是 }树锦鸡儿 !山丁子 !刺榆 !卫矛 !枫杨 !暖木条荚迷 !秋子梨 !山楂 !华北卫矛 !油
松 ∀
312 可燃物燃烧性分类
运用 ≥³¶¶tt1x ©²µº¬±§²º¶统计软件中的分层聚类k«¬¨µ¤µ¦«¬¦¤¯ ¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶l o聚类的方法为类间平均链
锁法 o以 φt !φu !φv v个公共因子为变量 o对距离的测度方法为欧氏距离的平方 ∀分为 x类 o如表 {所示 ∀ „类
k易燃l }包括华北卫矛 !油松 !刺槐 !枫杨 !杜鹃 ~…类k较易燃l }包括红皮云杉 !糖槭 ~≤ 类k可燃l }包括卫矛 !
山丁子 !刺榆 !山楂 !秋子梨 !黄花忍冬 !树锦鸡儿 ~⁄类k较难燃l }包括黑桦 !山杨 !黄波罗 !沙冷杉 !接骨木 !东
北山梅花 !叶底珠 !山皂荚 !契叶茶 !东北茶 !刺五加 !乌苏里鼠李 !东北溲疏 ~∞类k难燃l }包括梓树 !色木
槭 ∀结合因子分析结果总结为 }„ !… !≤类抗火性差 ~⁄类较差 ~∞类抗火性很好 ∀
表 8 30 种树叶燃烧性指标测定原始数据及聚类分析结果
Ταβ .8 Οριγιναλ δατα οφ φυελ χοµ βυστιβιλιτψινδιχεσ οφ 30 σπεχιεσ οφλεαϖεσ
树种
≥³¨¦¬¨¶²©·µ¨ ¶¨
初始点燃含水率 Œ±¬·¬¤¯ ¬ª±¬·¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·初始蔓延含水率 Œ±¬·¬¤¯ ¶³µ¨¤§¬±ª °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·
鲜叶 ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶ 枯叶 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√¨ ¶ 鲜叶 ƒµ¨¶«¯¨ ¤√¨ ¶ 枯叶 ⁄¨ ¤§¯¨ ¤√ ¶¨
类别
≤¤·¨ª²µ¼
树锦鸡儿 Χαραγανα αρβορεσχενσ {1xx x1ut {1t w1x| ≤
山丁子 Μαλυσ βαχχατα t{1wz tu1w{ tv1z w1ux ≤
刺榆 Ηεµιπτελεα δαϖιδιι ty1x| |1uz {1yu {1zu ≤
卫矛 Ευονψµυσ αλατυσ t|1xv tw1vy |1zt y1vu ≤
枫杨 Πτεροχαρψα στενοπτερα t{1sy ux1w tz1uy u1y „
暖木条荚迷 ςιβυρυµ βυρεϕαετιχυµ ut1w ty1|y tv1|v z1t ≤
秋子梨 Πψρυσ υσσυριενσισ uy1vt tv1xw tv1zz z1yu ≤
山楂 Χραταεγυσ πιννατιφιδα vx1sv tt1{x {1wz {1yx ≤
华北卫矛 Ευονψµυσ µααχκιι us1sv uv1t tw1xv x1v „
油松 Πινυσταβυλαεφορµισ uu1zu uv1{u |1vx z1t „
黄花忍冬 Λονιχερα χηρψσαντηα us ty1{w tx1| {1xt ≤
红皮云杉 Πιχεα κοραιενσισ ws1zv tz1{z ty1u u1zv …
色木槭 Αχερ µονο wt1xt x1vu uu1wv w1{x ∞
刺槐 Ροβινια πσευδοαχαχια vw1zz uy1uw tw1{ w1yx „
杜鹃 Ρηοδοδενδρον σιµσιι vv1{ uw1{w tt1zx z1yv „
沙冷杉 Αβιεσ ηολοπηψλλα t{1uz ty1vx ty1yz tw1{x ⁄
契叶茶 Ριβεσ διαχαντηα u{1{z uv1t tz1u{ |1t ⁄
叶底珠 Σεχυρινεγα συφφρυτιχοσα uv1yv t{1xu t|1wv tt1{x ⁄
黄波罗 Πηελλοδενδρον αµυρενσε uv1yy u|1z t|1uv {1v ⁄
山杨 Ποπυλυσ δαϖιδιανα vt1wx ty1xv uv1wx |1| ⁄
糖槭 Αχερσαχχηαρυµ vz1x ut1z uz1t| w1{ …
乌苏里鼠李 Ρηαµνυσ δαϖυριχα uy1{v u{1|z ut1| z1tz ⁄
刺五加 Αχαντηοπαναξ σεντιχοσυσ v|1tw uu1z{ tz1t{ {1|y ⁄
黑桦 Βετυλα νιγρα ux1t{ uv1v uu1|x ts ⁄
东北溲疏 ∆ευτζια αµυρενσισ ws1xt vv1y| ts1yz {1|x ⁄
山皂荚 Γλεδιτσιαϕαπονιχα uw1uv uu1v uv1zw tv1|z ⁄
东北茶 Ριβεσ µανδσηυριχυµ vu1tw uy1wt uu1w tt1w{ ⁄
接骨木 Σαµβυχυσ υιλλιαµσιι vu1vz t{1sx ut1uy tx1wt ⁄
东北山梅花 Πηιλαδελπηυσσχηρενκιι vu1tx ux1| uv1x tu1x ⁄
梓树 Χαταλπα οϖατα xu1vz ux1x ww1{ z1z ∞
x{ 第 tt期 胡海清等 }vs种树叶的点燃含水率与蔓延含水率
w 结论与讨论
从可燃物点燃含水率和蔓延含水率指标测定 o结合最后综合得分 o确定 vs个乔灌木树种中抗火性较好
的树种是 }山杨 !糖槭 !乌苏里鼠李 !刺五加 !黑桦 !东北溲疏 !山皂荚 !东北茶 !接骨木 !东北山梅花 !梓树 ~抗
火性较差的树种是 }树锦鸡儿 !山丁子 !刺榆 !卫矛 !枫杨 !暖木条荚迷 !秋子梨 !山楂 !华北卫矛 !油松 ∀以上结
论可供该区域在森林防火实践中选择防火树种时参考 ∀
在林火基础研究领域 o国外非常重视森林可燃物含水率的研究 o特别是在林火预报研究领域 o可燃物含
水率的研究显得特别重要k≥·¨³«¨ ± ετ αλqot||y ~骆介禹 ot||u ~张景群 ot||| ~田晓瑞 oussvl ∀但是 o对可燃物的
点燃含水率和蔓延含水率进行专门研究并不多见 ∀可以说 o森林可燃物点燃含水率和蔓延含水率的概念是
我国林火研究者提出来的 o也曾有人做过这方面的试验 o但至今未见文献报道 ∀本文在树种选择上选取了帽
儿山实验林场范围内分布的部分乔灌木树种 o且多以灌木为主 o有些主要树种 o如兴安落叶松 !水曲柳
kΦραξινυσ µανδσηυριχαl !胡桃楸kϑυγλανσ µανδσηυριχαl !红松 !樟子松等树种未被选取 o主要是此类树种燃烧性
在以前的研究已基本清楚 o红松 !樟子松等非常易燃 ~而兴安落叶松 !水曲柳 !胡桃楸等树种属于难燃类型 o可
作为良好的防火树种k郑焕能 ot||w ~胡海清 ot||xl ∀本研究的主要目的是选取一些东北林区常见的灌木 o通
过其点燃含水率和蔓延含水率的研究 o选择一些防火灌木 ∀在东北林区森林防火实践中 o营造乔木防火林带
周期较长 o见效较慢 ~而营建灌木防火林带可大大缩短培育期 o使其在短时间内就能发挥防火的功效 ∀本文
是初步研究 o选择的树种少 o有些重要的树种灌木未能选取 ∀今后准备对更多的树种和灌木 o乃至草本植物
进行全面 !系统地类似研究 o为东北林区的生物防火提供更可靠的理论依据 ∀
参 考 文 献
胡海清 qt||x q大兴安岭主要森林可燃物理化性质测定与分析 q森林防火 ot }uz p vt
胡海清 qussx q林火生态与管理 q北京 }中国林业出版社
骆介禹 qt||u q燃烧能量学 q哈尔滨 }东北林业大学出版社
舒立福 o王明玉 o田晓瑞 o等 qussw1 关于森林燃烧火行为特征参数的计算与表述 q林业科学 owskvl }tz| p t{v
田晓瑞 qussv1 树种叶微观结构对树种燃烧性的研究 q林业科学 ov|kwl }{w p {{
文定元 qt||x q森林防火知识 q北京 }中国林业出版社
张景群 qt|||1 ws种乔木 {种灌木燃烧性的 • p ¶方程计算与分类 q林业科学 ovxkwl }xt p xz
郑焕能 qt||w1 森林防火 q哈尔滨 }东北林业大学出版社
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k责任编辑 朱乾坤l
y{ 林 业 科 学 wu卷