模拟冰风暴对森林生态系统的影响

冰风暴是具有挑战性的研究，因为它很难预测，何时何地将发生。该协议概述了一种模拟自然冰暴的新方法。所述的实验方法具有控制冰的时间和量的优势，使冰风暴产生不同频率和强度成为可能。

我们在森林生态系统中测试了此方法，但它也可以以不同的方式应用，例如评估冰负载对公用线路和其他基础设施的影响。在冬季有水源的地方选择一个位置，根据泵速率和其他因素（如软管直径、软管长度、使用的喷嘴和水压）确保供水充足，以用于应用冰。在水源端设置供应泵并连接吸气软管。

然后将过滤器连接到吸管的端，使碎屑远离管路。突破任何表面冰，完全淹没过滤器。供水的最低深度应约为20厘米。

将增压泵放在公用任务车的床上，以提高水压。在某些情况下，可能不需要增压泵，尤其是对于低矮的植被。将消防软管从供油泵运行到增压泵。

使用安装在公用任务车辆背面的消防监视器，以便对高压软管进行安全手动控制。监视器也可以独立。注意避免水流中断，例如软管扭结、水源地取水或泵的汽油耗尽。

通过通过树冠中的缝隙垂直喷水来制造冰。确保水延伸到顶篷的高度以上，使其垂直沉积，并在与亚冻结表面接触时冻结。在喷洒时，避免从树上剥去树枝和树皮。

通过沿着应用区域的边缘缓慢地驾驶多功能任务车来回行驶，均匀地在林顶上喷洒喷雾。如果使用独立显示器，请手动移动这些监视器，以确保覆盖范围均匀。在应用区域边缘附近的低层树枝上对径向冰厚进行地面校准测量，以监测冰的累积，并确定何时达到目标厚度。

应用后，通过无源冰收集器获得更准确的冰集估计。被动式冰收集器由 30 到 2.54 厘米的定位器与六向钢连接器连接制成。测量冰的累积性，使用树干投掷重量将降落伞绳串在坚固的树枝上，这些树枝可以承受冰负荷。

将被动的冰收集器连接到绳索上，并将其举入顶篷。一旦应用程序完成，将收集器降到地面，小心不要丢失收集器的任何冰。在应用冰之前和之后，在收集器上的多个位置使用卡钳对冰厚进行垂直和水平测量。

要确定与水体积法的冰厚度，使用往复锯切割每个定位销。将定位销带到加热建筑并融化冰层后，用分级圆柱测量融水体积。在新罕布什尔州中部的哈伯德布鲁克实验森林的一个70到100岁的森林站里进行了冰风暴模拟。

使用卡钳和水体积法在被动冰收集器上测量冰积。单个收集器的平均冰积表明，卡钳与水容测量方法之间有很强的正向关系。当冰量超过8毫米时，使用水体积法进行的测量超过了卡钳法的测量。

用水体积法和卡钳法测量的喷涂时间与冰积有显著的正向关系。不同地块的平均冰量累积率在每小时1.4至4.2毫米之间。用水体积法测量的气温与冰积有轻微显著的反关系，与卡钳法无显著关系。

顶篷覆盖数据显示，在治疗前调查没有显著差异。然而，处理后调查表明，在中冰处理中，冠盖显著减少，中冰处理被喷洒两次，高冰处理相对于控制。在采样过程中，对模拟冰暴对地表土壤温度的影响进行了评价。

处理地块中的土壤，其中两个深度的控制图都明显高于所有三个级别评估的对照图。用这种方法，喷洒到最高的树木之上，水均匀地分布在森林树冠上，这一点很重要。冰风暴模拟技术使得确定森林生态系统中的关键阈值成为可能，这对预测和准备冰风暴影响非常重要。