植物燃燒碳排放因子及其與林火行為的關(guān)系.pdf

1、森林火災(zāi)碳排放是大氣環(huán)境中CO2氣體的主要來(lái)源之一，對(duì)溫室效應(yīng)及全球氣候變化等方面有顯著影響。碳排放因子（或碳轉(zhuǎn)化率）是森林火災(zāi)碳排放評(píng)估核心參數(shù)，決定了火災(zāi)碳排放量衡量的準(zhǔn)確性。本項(xiàng)工作以森林火災(zāi)碳排放為主題，圍繞森林火災(zāi)碳排放因子開(kāi)展研究。
　　近年來(lái)，森林火災(zāi)碳排放因子研究主要由室內(nèi)燃燒試驗(yàn)和室外燃燒試驗(yàn)。室內(nèi)燃燒實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，經(jīng)濟(jì)性高，可操作性強(qiáng)，但其與真實(shí)火災(zāi)環(huán)境相關(guān)性不高。而室外燃燒試驗(yàn)與真實(shí)火災(zāi)環(huán)境相關(guān)性好，但也存在

2、著經(jīng)濟(jì)性差，可操作性不強(qiáng)的問(wèn)題?；诖?，本文提出基于錐形量熱儀實(shí)驗(yàn)的植物燃燒碳排放研究方法，在擁有室內(nèi)燃燒試驗(yàn)重復(fù)性、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)同時(shí)，兼顧實(shí)驗(yàn)環(huán)境與真實(shí)火災(zāi)環(huán)境的相關(guān)性。
　　基于錐形量熱儀實(shí)驗(yàn)，對(duì)廣東省森林地區(qū)典型植物類(lèi)型進(jìn)行燃燒測(cè)試。通過(guò)重復(fù)試驗(yàn)和不同裝載量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了利用錐形量熱儀研究森林火災(zāi)碳排放的可行性和真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景的相關(guān)性。通過(guò)植物樣品不同輻射熱流強(qiáng)度下、不同含水量、不同燃燒狀態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，得出了植物燃燒過(guò)程碳

3、排放因子變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:因輻射熱流強(qiáng)度和樣品含水量的差異，樹(shù)葉樣品消耗碳元素向CO和CO2的轉(zhuǎn)化率（ηCO和ηCO2）分布范圍分別為0.01～0.10和0.05～0.85，且隨著輻射熱流強(qiáng)度增大而顯著提升;新鮮樣品含水量的降低促使其由陰燃向明火轉(zhuǎn)變，明火燃燒則會(huì)促進(jìn)CO和CO2的生成，這與開(kāi)放環(huán)境中樣品熱解產(chǎn)物燃燒反應(yīng)的效率以及碳煙形成有關(guān)。
　　運(yùn)用元素守恒方程和能量守恒方程，構(gòu)建火行為參數(shù)與植物燃燒過(guò)程碳轉(zhuǎn)化率關(guān)聯(lián)模型

4、，從理論上探討林火行為對(duì)森林地表可燃物燃燒碳轉(zhuǎn)化影響的機(jī)制和規(guī)律。針對(duì)廣東林區(qū)典型地表可燃物的計(jì)算結(jié)果表明，隨著火焰長(zhǎng)度或火焰溫度的增加，燃燒效率提高，消耗碳元素向CO2的轉(zhuǎn)化率ηCO2增大;當(dāng)火焰溫度介于1000 K～1200 K之間時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率ηCO2以及CO與CO2排放比變化范圍分別為0.44～0.95和0.02～0.20。進(jìn)一步分析表明，火焰長(zhǎng)度或火焰溫度的提高標(biāo)志著火焰區(qū)的燃燒反應(yīng)更完全，消耗的碳向CO和煙顆粒的轉(zhuǎn)化率相對(duì)減少