Προσομοίωση επιπτώσεων δασικών πυρκαγιών στη δομή της βλάστησης
Creators: name: Ανθουλάκης, Σπυρίδων Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Δασικές πυρκαγιές
Αυτοοργανούμενη κρισιμότητα
Θεωρία διαπιδύσεως
Κρίσιμο σημείο
Κατώφλι ανάφλεξης
Προσομοίωση
Forest fires
Self-organised criticality (soc)
Percolation theory
Critical point
Threshold
Simulatio

description: Στην παρούσα εργασία κατασκευάστηκε ένα μοντέλο που εξομοιώνει τη διάδοση πυρκαγιάς σε δασικό περιβάλλον. Το μοντέλο κατασκευάστηκε στον υπολογιστή με τη χρήση της πλατφόρμας NetLogo. Η κατασκευή του μοντέλου αποσκοπεί στη συσχέτιση του μεγέθους των πυρκαγιών με τη συχνότητα εμφάνισης τους και στη μελέτη της επίδρασης της συχνότητας στη δομή της βλάστησης. O τρόπος λειτουργίας του μοντέλου βασίζεται στο μοντέλο διάδοσης φωτιάς. Όμως, τα φυτά πλέον έχουν βιομάζα που αυξάνεται σύμφωνα με την εξίσωση Richards. Επίσης, υπάρχει ένα όριο βιομάζας (κατώφλι ανάφλεξης) κάτω από το οποίο τα φυτά δεν καίγονται. Οι εξομοιώσεις έγιναν σε δύο στάδια. Στο πρώτο μελετήσαμε την εξάπλωση φωτιάς σε αμιγή θαμνώνα με ένα μόνο είδος. Στην περίπτωση αυτή, η αύξηση του κατωφλίου ανάφλεξης συνεπάγεται μικρότερες σε έκταση πυρκαγιές και μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μεταξύ δυο πυρκαγιών σε μια θέση (μεσο-διάστημα πυρκαγιάς). Η κατανομή των μεσο-διαστημάτων πυρκαγιάς γίνεται πιο ακανόνιστη και η κατανομή των γεγονότων φωτιάς βάσει μεγέθους συσσωρεύεται όλο και σε μικρότερες τιμές όταν το κατώφλι ανάφλεξης αυξάνει. Στο δεύτερο στάδιο μελετήθηκε η εξάπλωση φωτιάς σε θαμνώνα όπου συνυπάρχουν τέσσερα είδη, δύο βραδυαυξή και δύο ταχυαυξή. Όταν η αντικατάσταση του θάμνου που καίγεται γίνεται από τυχαίο θάμνο επικρατούν τα βραδυαυξή γιατί πιάνουν το κατώφλι ανάφλεξης πιο δύσκολα, και συνεπώς καίγονται και δυσκολότερα. Καθώς το κατώφλι ανάφλεξης αυξάνει τα βραδυαυξή είδη τείνουν να επικρατήσουν ακόμη περισσότερο. Όταν η αντικατάσταση του θάμνου που καίγεται γίνεται από θάμνο, ο οποίος έχει ήδη τουλάχιστον το μισό της δυνητικά μέγιστης βιομάζας του, τότε για μικρά κατώφλια ανάφλεξης επικρατούν τα ταχυαυξή είδη γιατί αποκτούν γρήγορα το όριο βιομάζας προκειμένου να αντικαθιστούν τα καμένα φυτά. Όταν όμως το κατώφλι ανάφλεξης αυξάνει, τα ταχυαυξή είδη καίγονται πλέον πολύ ευκολότερα από τα βραδυαυξή και τελικά για μεγάλα κατώφλια ανάφλεξης τα τέσσερα είδη αριθμούν περίπου ίδιο αριθμό ατόμων.
description: In this project, a model tha simulates the fire spread in a forestal environmentwa built. The model was built on computer by use of a platform called NetLogo. Thus, we aim to correlate the fire size with the fire frequency and to study the effect of this frequency on the pattern of the vegetation. The way in which the model works is based on the forest fire model. However, now the plants biomass increases according to the Richards equation. Moreover, there is a biomass limit (threshold). Below this limit the plants do not burn. Simulations took place in two distinct phases. At first, we studied the fire spread in a sheer scrubbery with only one species. In this case, the increase of the threshold brings on smaller fire size and bigger time space between two fires in the same place (time interval). The time intervals distribution becomes more irregular and the fire size distribution piles up to smaller prices when the threshold grows. In the second phase, the fire spread in a shrubbery where four species coexist was studied. Two of them are rapidly growing and two are slowly growing. When a burnt shrub is replaced by a random shrub, the slowly growing species dominate because they reach the threshold later than the rapidly growing and subsequently it is harder for them to burn. When the threshold increases the domination of fast growing species becomes more intense. When the replacement of the burnt shrub takes place by a shrub that has already reached the half of its possibly maximum biomass, then, for small thresholds, the rapidly growing species dominate since they reach the half of the maximum possible biomass easier. As threshold increases, rapidly growing species are burnt much easier than the slowly growing ones and finally for large threshold values the four species count almost the same number of plants.