摘要

【目的】模拟阴燃过程,研究土壤表层温度变化规律和气体释放特征,为阴燃燃烧动力学、阴燃蔓延机制和阴燃火灾监测等研究提供理论支持。【方法】以大兴安岭地区兴安落叶松人工林土壤为研究对象,通过阴燃炉实验,分析测定不同燃烧时间下的土壤温度和气体(CO2、CO)释放量,及不同含水率(20%、30%、40%)对气体释放量的影响。【结果】阴燃过程中土壤表层温度呈现先快速增加,然后保持平稳,最后快速下降直至熄灭的变化趋势;根据土壤表层温度变化特征,将阴燃过程分为点燃期、上升期、稳定期和熄灭期 4 个阶段,各阴燃阶段校正燃烧效率(MCE)均小于 0.75;阴燃过程中CO2 平均释放量为 316.23 mg/m3,CO 平均释放量为 101.25 mg/m3;阴燃过程中 CO 呈现持续性释放状态,CO2 呈现间歇性释放状态;燃烧时间对 CO2 和 CO 释放量存在显著性影响,但 CO2 和 CO 释放量不存在相关关系;不同含水率下,CO2 释放量呈现显著性差异(P ? 0.05),但 CO 释放量无显著性差异(P ? 0.05)。【结论】根据阴燃中的温度和气体变化,阴燃在 14 h 后出现向明燃转化的趋势,但由于土壤中可燃物含量下降,最终未转化为明燃;由于含水率升高导致土壤氧气含量下降和热量损失增加,因此 CO2 释放量降低;在含水率 20% ~ 40% 的条件下,阴燃均可以维持蔓延传播,因此CO 释放量无显著性差异。