林业科学

作者：刘鑫源,杨光*,宁吉彬,耿道通,于宏洲,邸雪颖

单位：东北林业大学林学院 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室 哈尔滨 150040

关键词：红松人工林,燃烧,颗粒物,风速,随机森林

基金：黑龙江省自然科学基金项目(LH2021C011);黑龙江省博士后科研启动资助金(LBH-Q16007)

目的: 基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验, 定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征, 为森林火灾释放的颗粒物提供参考。方法: 选取东北东部山区红松人工林为对象, 构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验, 利用溶气胶监测仪(美国TSI Dust Trak 8533)进行实时监测, 通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。结果: 风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一, PM1受风速(37.207%)和温度(25.651%)影响最大, 受可燃物含水率影响最小(8.304%); PM2.5受风速(43.293%)和可燃物载量(22.855%)影响最大, 受燃烧效率(7.509%)影响最小; PM4受风速(43.552%)和可燃物载量(21.225%)影响最大, 受可燃物含水率(6.841%)影响最小; PM10受风速(40.832%)和可燃物载量(23.337%)影响最大, 受可燃物含水率(6.946%)影响最小。基于随机森林算法构建的PM1、PM2.5、PM4、PM10预测模型R2分别为0.804、0.810、0.806和0.812。结论: 颗粒物质量与风速、可燃物载量、可燃物含水率、燃烧效率(＞80%)呈正相关, 与温度和相对湿度呈负相关。总体而言, 随机森林算法能够较好地解析各变量与颗粒物质量之间的复杂关系。红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物观测区间1.72~56.04 g, 预测变化区间为5.67~36.33 g, 可为污染源排放清单的建立、消防从业人员的职业暴露标准提供数据基础。

来源：2022年第3期

《林业科学》期刊编辑部

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