导师风采
田晓瑞
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  • 职称:研究员
  • 性别: 男
  • 所属所(中心):森环森保所
  • 所属专业: 森林保护学
  • 邮箱 : tianxr@caf.ac.cn
  • 办公电话 : -62889849

个人简介

Personal Profile

中国林科院森林生态环境与保护研究所研究员,博士生导师。中国林学会森林防火专业委员会专家组成员,内蒙古大兴安岭森林火灾防控国家长期科研基地专家组成员,《International Journal of Wildland Fire》 Associate editor。

主要研究领域是森林火险预报、火行为、气候变化与林火等方面的研究,主持国家自然基金项目、科技支撑项目专题、国家重点研发专题、林业行业标准项目等10项,参与完成国家科技攻关项目、973基础科研项目、科技支撑项目等10余项。获得梁希林业科学技术一等奖和二等奖、中国林林业科学研究院重大科技成果奖、中国林林业科学研究院科技二等奖等多个奖项;以第一作者(或通讯作者)发表研究论文80余篇,出版专著3部,参编著作10部。


研究方向及内容

Research Directions

主要研究方向:

森林火险预报、森林火灾风险评估、气候变化与林火、雷击火发生预报等

主要研究内容:

1.       气候变化对林火的影响

系统研究了气候变化对中国林火的影响,重点研究了林火天气指数的主要驱动因素,阐明了气候变化对野火和森林草原火险的影响。系统研究了极端气候事件对我国森林火险和火动态的影响,重点阐明了厄尔尼诺/拉尼娜对我国森林火险天气和重点林区大兴安岭火天气的影响,定量分析了RCP气候情景下我国重点林区的森林火险和森林燃烧概率变化,研究结果为开展适应气候变化的林火管理提供了科学依据。这些成果获得了2023年梁希林业科学技术奖二等奖。两篇研究文章(Zong et al. 2020; Tian et al. 2017)被IPCC报告(Climate Change 2021)引用。针对2023年全球范围内发生的严重野火,特别是加拿大创纪录的野火(1800万公顷)和美国毛伊岛造成重大人员伤亡的火灾,结合我国面临的森林火灾形势,在《人民日报》科技大观栏目发表文章“全球野火为何频发”,阐述了当前全球面临的野火形势和人类适应气候变化需要开展的林火管理措施。在全球尺度上研究了干旱和火灾复合灾害对植被生产力的影响,研究结果发表在Nature子刊《Communications Earth & Environment》(影响因子8.4)。

2.       森林火灾风险评估

通过研究影响我国林火发生和过火面积的主要因子,构建了森林火灾风险指标体系和评估模型。根据我国的植被、气候和林火发生特征建立了中国的火动态分区,为我国林火管理的分区施策提供了科学基础。针对重点林区小兴安岭的林火动态做了典型案例研究。基于野外调查和燃烧实验研究了可燃物与火行为之间的关系,建立了典型可燃物类型的火行为特征曲线,修正了林火蔓延模型,开发了地表火蔓延模拟软件。基于林火发生与蔓延机理,构建了寒温带森林燃烧概率模型,开发森林燃烧概率模拟软件,并在重点林区得到应用。利用森林燃烧概率模型模拟了不同气候情景或管理情景下的森林燃烧性,在林分尺度上定量评估了典型区域的森林火灾风险和林火管理措施对森林燃烧性的影响,为开展科学的林火管理提供了一种重要的评估方法与工具。基于火模拟技术,评估了重点林区大兴安岭的火灾风险和火后植被恢复过程的燃烧概率变化,研究结果发表在林火研究领域重要期刊“International Journal ofWildland Fire”和“Canadian Journal ofForest Research”。

针对当前我国城市-野外交界域(WUI)的火管理问题,基于文献分析总结了当前的研究成果和发展方向,对典型WUI区域火灾(如辽宁棋盘山火灾)进行了研究,评估了可燃物管理措施对减缓火灾风险的作用。可燃物管理是应对火灾风险的重要措施,我们利用样地调查和火模拟技术,分别评估了计划烧除和可燃物清理措施在降低火灾风险上的效果,提出了防火隔离带的优化设计技术。研究结果发表在TOP刊物“Landscape and Urban Planning (影响因子9.2)”和“Science of the Total Environment(影响因子7.96)”上。

针对我国严重的森林火灾伤亡问题,我们研究了1951-2018年我国森林火灾死亡事故的特征与影响因素,为减少扑火安全事故和避免扑火人员伤亡提供了科学建议,针对大兴安岭的林火扑救技术出版了专著《大兴安岭林火行为与扑救技术》。

3.       雷击火发生预报和可燃物风险评估

针对当前国家在林火管理上的技术需求,特别是雷击火管理上的技术问题,我们重点研究雷击火的发生预报技术和雷击火多发区的可燃物风险精细化评估技术。雷击火的发生受闪电、可燃物、天气和火天气等多种因子的影响,基于随机森林模型方法研究了雷击火发生的主要驱动因子和主要闪电特征。根据影响雷击火点燃和蔓延的因子,分别构建雷击火点燃模型和蔓延模型,为今后建立日尺度上的雷击火发生风险预报奠定基础。

针对可燃物火灾风险的评估问题,我们首先完成了火险期尺度上的评估。结果表明,一定程度的可燃物处理(处理强度5—20%)可以有效减少中低严重程度火险期的火灾面积,虽然对火严重程度高的火险期的火灾面积影响不大,但可以有效减低严重火烧强度的面积占比。研究结果回答了可燃物处理在减缓森林火灾风险上的作用这一科学问题,也为未来开展适应气候变化的火管理提供了科学依据。


科研项目
项目列表

1.        主持项目:

1)   雷击火风险预报技术研究,科学技术部国家重点研发计划项目子课题, 2023YFC3006803-2,2023-2026

2)   雷击火和山地森林可燃物风险精细化评估技术,科学技术部国家重点研发计划项目子课题,2023YFD2202002-2,2023-2028

3)   基于燃烧概率模型的林火管理效益评估,国家自然基金面上项目,31770695,2018-2021

4)   森林火灾风险量化评估和扑救资源的优化配置,国家自然基金面上项目,42171082,2022-2025

5)   人工林树冠火和地表火扑救技术,科学技术部国家重点研发计划项目子课题,2018YFD0600205,2018-2020

6)   通导遥一体化林火监控关键技术研究与应用,中国林业科学研究院基本科研业务费专项,CAFYBB2019ZB003,2019-2021

2.        参加项目

1)   森林雷击火防控-揭榜挂帅项目,国家林业和草原局-林草科技创新发展研究项目2023132032,2023-2025

2)   森林雷击火防控应急科技项目,国家林业和草原局重大应急科技项目,2021-2023

3)   森林雷击火防控应急研究,中国林业科学研究院基本科研业务费专项,CAFYBB2022XA001,2022-2025

4)   大兴安岭雷击火早期预警和防控,中国林业科学研究院基本科研业务费专项,CAFYBB2021ZB001,2021-2025


科研成果

代表性文章:

[1]     Zong X, Tian X*, Liu X, Shu L. 2024. Drought threat to terrestrial gross primary production exacerbated by wildfires. Communications Earth & Environment, 5:225.

[2]     Zong X, Tian X*, Wang X. 2024. The role of fuel treatments in mitigating wildfire risk. Landscape and Urban Planning, 242,104957.

[3]     田晓瑞,宗学政,王明玉. 野外-城市交界域的火管理研究进展. 林业科学, 2023, 59(6): 149-158.

[4]     Zong X, Tian X*, Fang L*. 2022. Assessing wildfire risk and mitigation strategies in Qipanshan, China. International Journal of Disaster Risk Reduction, 80:103237.

[5]     Zong X, Tian X*, Yao Q, Brown P M. 2022. An analysis of fatalities from forest fires in China, 1951–2018. International Journal of Wildland Fire, 31(5):507-517.

[6]     Zong X, Tian X*, Liu J. 2021. A fire regime zoning system for China. Frontiers in Forests and Global Change. 4:717499.

[7]     Zong X, Tian X*, Wang X. 2021. An optimal firebreak design for the boreal forest of China. Science of the Total Environment, 781, 146822.

[8]     Tian X, Cui W, Shu L. 2020. Evaluating Fire Management Effectiveness with a Burn Probability Model in Daxing'anling, China. Canadian Journal of Forest Research, 2020, 50(7): 670-679.

[9]     田晓瑞 舒立福赵凤君 王明玉. 2017. 气候变化对中国森林火险的影响. 林业科学,53(7):159-169.

[10]  田晓瑞,代玄,王明玉,赵凤君,舒立福.2016.多气候情景下中国森林火灾风险评估. 应用生态学报, 27(3): 769-776.

[11]  田晓瑞,舒立福,赵凤君,王明玉. 2015.中国主要生态地理区的林火动态特征分析.林业科学,51(9):71-77.

[12]  Tian X, Zhao F, Shu L, Wang M. 2014. Changes in Forest Fire Danger for Southwestern China in the 21st Century. International Journal of Wildland Fire, 23(2):185-195.

[13]  田晓瑞,赵凤君,舒立福,苗庆林,王明玉. 2014. 1961—2010 年中国植被区的气候与林火动态变化, 应用生态学报, 25(11):3279-3286.

[14]  Tian X, Zhao F, Shu L, Wang M. 2013. Distribution characteristics and the influence factors of forest fires in China. Forest Ecology and Management, 310: 460–467

[15]  田晓瑞,舒立福,赵凤君,王明玉. 2012. 未来情景下西南地区森林火险变化.林业科学. 48(1): 121-125

[16]  田晓瑞,舒立福,赵凤君,王明玉. 2012. 大兴安岭雷击火发生的条件分析. 林业科学,48(7):98-103

获奖:

[1]      森林火灾监测预警、扑救关键技术与装备研发,2023,梁希林业科学技术奖一等奖

[2]      气候变化影响下森林火灾风险评估与调控技术,2022,梁希林业科学技术奖二等奖

[3]      山地森林火灾中极端火发生机制、预测预警及避险技术,2021,梁希林业科学技术奖二等奖

[4]      山地森林火灾中的极端火发生机制、预警及避险技术,2020,中国林业科学研究院重大科技成果奖

[5]      森林草原火灾航空消防监测与快速评估技术,2019,梁希林业科学技术奖二等奖

[6]      多气候情景下中国森林火灾风险评估(田晓瑞、周俊亮),2017,第五届中国林业学术大会森林防火分会场论文一等奖

[7]      森林火灾发生、蔓延和扑救危险性预警技术研究与应用,2015,梁希林业科学技术二等奖

[8]      县级森林火灾扑救应急指挥系统研发与应用,2013,梁希林业科学技术一等奖

著作:

[1]      田晓瑞,王志成,宗学政. 2021. 大兴安岭的林火行为与扑救技术. 北京:中国林业出版社.

[2]     田晓瑞,舒立福. 2017. 气候变化对大兴安岭林火动态的影响. 北京:中国林业出版社.

[3]     尹云鹤,邵雪梅,田晓瑞,等. 2016. 气候变化影响与风险:气候变化对森林影响与风险研究. 北京:科学出版社.

专利:


其它:

田晓瑞,文东新,舒立福,等. 2017. 林业行业推荐标准:森林防火指挥调度系统技术要求(LY/T 2795-2017).

中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所. 2020. 计算机软件著作权: 寒温带森林燃烧概率模拟系统V2.0”(2020SR0215586)




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