木荷生物防火林帶與針葉林易燃物數(shù)量比較研究

翁永發(fā)，柴 雄，戴慈榮，張乃華，余啟國，杜國堅，陳友吾，宋其巖

（1. 浙江省衢州市林業(yè)技術(shù)推廣站，浙江 衢州 324002；2. 浙江省開化縣林場，浙江 開化 324300；3. 浙江省淳安縣林業(yè)局，浙江 淳安 311700；4. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

木荷生物防火林帶與針葉林易燃物數(shù)量比較研究

翁永發(fā)1，柴 雄2，戴慈榮2，張乃華3，余啟國3，杜國堅4，陳友吾4，宋其巖4

（1. 浙江省衢州市林業(yè)技術(shù)推廣站，浙江 衢州 324002；2. 浙江省開化縣林場，浙江 開化 324300；3. 浙江省淳安縣林業(yè)局，浙江 淳安 311700；4. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

摘要：對開化縣木荷生物防火林帶和杉木、馬尾松針葉林的生長情況、林下植被、易燃物數(shù)量、表層土壤含水率等進(jìn)行了調(diào)查測定。結(jié)果表明：1 h和10 h時滯易燃物干重木荷林帶內(nèi)地表分別為462.3、656.8 g/m2，杉木林地為874.6、1 282.8 g/m2，馬尾松林分別為1 137.2、1 107.1 g/m2，木荷林內(nèi)易燃物僅為針葉林的一半左右，木荷林帶比針葉林具更強(qiáng)的抗地表火的能力；16年生木荷林地表1 h時滯易燃物干重，比11年生木荷林小，表明16年生木荷林帶的防火性能較11年生時有所增強(qiáng)；此外，從山腳、中坡、山脊不同坡位的木荷林帶比較來看，立地條件較好的山腳木荷林分生長旺盛，易燃物相對較少，防火性能高于山脊木荷林分，因此，應(yīng)重視和加強(qiáng)低林齡及山脊部木荷生物防火林帶的撫育管理，促進(jìn)其生長旺盛，增強(qiáng)其對林火的抵抗能力。

關(guān)鍵詞：木荷；生物防火；易燃物；森林防火；針葉林

木荷（Schima superba）為山茶科木荷屬常綠喬木，在我國南方大部分省份均有分布，對土壤適應(yīng)性強(qiáng)，耐干旱、耐瘠薄，有較強(qiáng)的萌芽能力。其樹冠濃密，葉厚革質(zhì)，含水量多，含易燃脂少，具有較強(qiáng)的阻火性，是我國南方重要的防火樹種[1～3]。馬尾松（Pinus massoniana）、杉木（Cunninghamia lanceolata）林是南方各省主要林分之一，但其防火性能較差，極易引發(fā)森林火災(zāi)[4]。在火災(zāi)多發(fā)的針葉林周邊營造生物防火林帶，可降低森林自身的燃燒性，提高森林阻火、隔火、斷火能力，對于減少森林火災(zāi)損失具有重要的意義[5～6]。林中大等人測試了木荷、杉木、馬尾松的抗火因子，認(rèn)為木荷葉片具有抗火性、耐火性、難燃性，木荷林帶對林冠火有較強(qiáng)的阻隔作用，林下枯枝落葉少，且不容易燃燒，可有效阻隔地表火的蔓延[7]。徐高福等人對千島湖木荷防火林帶群落結(jié)構(gòu)研究表明，隨著木荷防火林帶林分年齡的增加，林下易燃的蕨類逐漸減少，低矮耐蔭的草本和灌木樹種增多[8]。林內(nèi)地表易燃物的種類、數(shù)量、分布直接影響森林火災(zāi)的發(fā)生和蔓延[2]。目前，關(guān)于木荷防火、抗火性能等的研究較多，而對木荷林帶內(nèi)地表易燃物的種類、數(shù)量、分布及其與針葉林差異的研究則鮮見報道。本文對木荷生物防火林帶與馬尾松、杉木人工林內(nèi)地表易燃物種類、數(shù)量，以及不同林齡和分布位置的木荷林帶內(nèi)易燃物進(jìn)行了調(diào)查研究，旨在為不同環(huán)境條件下生物防火林帶的造林、撫育及林內(nèi)易燃物管理等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地自然概況

研究地位于浙江西部的開化縣，地處118° 01′～118° 37′ E，28° 54′～29° 30′ N，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，據(jù)當(dāng)?shù)亟?0 a的氣象資料表明，年平均氣溫16.3℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫－11.2℃，≥10℃年積溫5 125.4℃；無霜期250 d；年均降水量1 762.1 mm，蒸發(fā)量1 366.2 mm，相對濕度81%；年日照時數(shù)1 785 h，年輻射總量4 266 kJ/cm2。樣地設(shè)在開化縣林場，海拔130～340 m，坡度15～22°，山地紅壤，土層厚度和肥力中等。

2 研究方法

2.1 生長量調(diào)查

調(diào)查樣地設(shè)在開化縣林場生長較好的木荷生物防火林帶，并設(shè)杉木、馬尾松林為對照樣地。每個林地設(shè)置1個400 m2的臨時樣方，在樣方內(nèi)調(diào)查喬木的種類、胸徑、樹高、枝下高、冠幅、茂盛度，林分郁閉度等，并記錄樣地的海拔、坡度和坡向等。共調(diào)查樣地數(shù)量13個，其中木荷林帶8個、杉木林3個、馬尾松林2個。

2.2 植被調(diào)查

在每個樣方內(nèi)按對角線取4個4 m×4 m小樣方，調(diào)查灌木的種類、株數(shù)、高度、蓋度、茂盛度。在4 m× 4 m的樣方內(nèi)選取4個1 m×1 m的小樣方，調(diào)查草本和藤本的種類、多度（蓋度）、平均高度等。

2.3 易燃物測定

在樣地對角線上機(jī)械設(shè)置5塊50 cm×50 cm小樣方，分別稱取小樣方內(nèi)1 h時滯易燃物（凋落物層：直徑小于0.5 cm的小枝、樹葉、枯草）和10 h時滯易燃物（半分解層：直徑為0.6～2.5 cm的小枝條）的重量。同時取樣帶回實驗室測定林內(nèi)地表易燃物的絕干含水率。

3 結(jié)果分析

3.1 木荷林帶與針葉林地表易燃物

木荷防火林帶與杉木、馬尾松林生長情況見表1。

從表1可看出，木荷林帶相對杉木、馬尾松林年齡較小，但造林密度較大，林分郁閉度也較高，林下植被較少，枝下高較低；杉木林密度較大，自然整枝現(xiàn)象明顯，枝下高較高，林下植被稀少；馬尾松林密度較小，林分郁閉度較低，林下植被較多，由于以前采用打枝等經(jīng)營措施，其枝下高較大。

表1 木荷防火林帶與杉木、馬尾松林生長情況Table 1 Growth ofS. superba,C. lanceolataandP. massonianastands

從表2可看出，1號樣地木荷林帶內(nèi)枯枝落葉較少，1 h時滯易燃物干重為490.4g/m2，含水率為28.7%；10 h時滯易燃物干重為467.0 g/m2，含水率為35.6%。而杉木林內(nèi)枯枝落葉明顯較多，1 h時滯易燃物干重達(dá)874.6 g/m2，含水率為29.7%；10 h滯易燃物干重為1 282.8 g/m2，含水率為41.5%。木荷林帶內(nèi)易燃物的干重總和為957.4 g/m2，著顯少于杉木林的易燃物干重總和2 157.4 g/m2，其中1 h時滯易燃物重量約少43.9%，10 h時滯易燃物重量約少63.6%。由此可見，杉木林內(nèi)地表易燃物數(shù)量較大，相對容易引起地表火，同時由于10 h時滯易燃物重量也較大，也容易引起地下火。因此，木荷生物防火林帶比杉木具更強(qiáng)的抗地表火的能力。

從表2可以看出，2號樣地木荷生物防火林帶林分內(nèi)枯枝落葉也較少，馬尾松人工林林分內(nèi)枯枝落葉層較厚?？梢?，馬尾松林內(nèi)地表易燃物數(shù)量較大，相對容易引起地表火，木荷林帶地表易燃物數(shù)量相對較小，比馬尾松林具更強(qiáng)的抗地表火的能力。

表2 木荷防火林帶與杉木、馬尾松林地表易燃物數(shù)量Table 2 Fuel quantity underS. superba,C. lanceolataandP. massonianastands

調(diào)查發(fā)現(xiàn)杉木林中地表易燃物數(shù)量較多的原因是枯落物較多，且不易分解，而林下植被數(shù)量及種類均較少，主要種類有木莓（Rubus swinhoei）、檵木（Loropetalum chinense）、鱗毛蕨（Dryopterts kaibuaensis）、狗脊（Woodwardia japonica）等。馬尾松林中地表易燃物數(shù)量較多的主要原因是林分密度相對較小，林下植被較多，主要種類為檵木、楓香（Liquidambar formosana）、芒萁（Dicranopteris linearis）、鱗毛蕨、狗脊等。

3.2 不同林齡木荷林地表易燃物

對11年生、16年生的木荷生物防火林帶進(jìn)行調(diào)查（表3）。由表3可知，16年生木荷林的平均樹高8.3 m，胸徑11.4 cm，枝下高2.1 m；11年生木荷林的平均樹高7.4 m，胸徑8.6 cm，枝下高1.6 m。16年生木荷林平均樹高、胸徑及枝下高均明顯大于11年生木荷林。

表3 不同林齡木荷林地表易燃物數(shù)量Table 3 Fuel quantity under different agedS. superbastands

表3可得，16年生木荷林地表1 h時滯易燃物干重為396.0 g/m2，10 h時滯易燃物干重為631.3 g/m2；11年生木荷林地表1 h時滯易燃物干重為506.3 g/m2，10 h時滯易燃物干重為331.2 g/m2。16年生木荷林易燃物的干重總和為1 027.3 g/m2，11年生的木荷林易燃物的干重總和為837.5 g/m2，16年生木荷林易燃物的干重總量大于11年生木荷林。但16年生1 h時滯易燃物數(shù)量干重396.0 g/m2，比11年生易燃物數(shù)量干重506.3 g/m2較小，抗地表火的能力相對較強(qiáng)；10 h時滯易燃物數(shù)量干重631.3 g/m2卻比11年生的331.2 g/m2顯著增大，說明一旦發(fā)生森林火災(zāi)，16年生木荷生物防火林帶發(fā)生地下火的可能性較大，火災(zāi)較難撲滅。通過比較分析，16年生木荷生物防火林帶生物量大，其地表易燃物數(shù)量也較大，但防火性能卻較11年生有所增強(qiáng)。在具體撫育管理過程中，應(yīng)定期修剪下部枯枝，同時可結(jié)合撫育措施，清除林內(nèi)的枯枝落葉，增強(qiáng)防火林帶的阻火、隔火性能。

3.3 不同坡位木荷林地表易燃物

對不同坡位的木荷生物防火林帶進(jìn)行調(diào)查，不同坡位的木荷生物防火林生長量有一定差異（表4）。從表4可看出，分布于山腳的木荷林生長較好，年均樹高生長量0.58 m，年均胸徑生長量0.692 cm；其次為中坡的木荷林，年均樹高生長量0.56 m，年均胸徑生長量0.669 cm；山脊的木荷林生長較差，年均樹高生長量0.53 m，年均胸徑生長量0.617 cm。

從易燃物數(shù)量來看，分布于山腳的木荷林帶地表1 h時滯易燃物數(shù)量最小，其次為中坡，山脊最大；地表10 h時滯易燃物數(shù)量，則山脊最小，山腳、中坡基本相同。但三者的易燃物的干重總和差異不明顯。因此，位于山腳的木荷林帶由于其枯落物數(shù)量相對較少，枝下高較大，而且含水率相對較高，防火性能相對較好，其次為中坡，防火性能較弱的為山脊木荷林帶。由于處于山脊，風(fēng)力較大，森林火災(zāi)發(fā)生蔓延的關(guān)鍵位置，今后應(yīng)重點加強(qiáng)山脊位置的木荷生物防火林帶的撫育經(jīng)營管理，增強(qiáng)其對林火的抵強(qiáng)能力。

表4 不同坡位木荷林地表易燃物數(shù)量Table 4 Fuel quantity underS. superbastands at different slope positions

表5 木荷生物防火林、杉木、馬尾松人工林的土壤含水量Table 5 Moisture content in the soil underS. superba,C. lanceolataandP. massonianastands

3.4 土壤水分含量分析

土壤含水量對植株的生長是一個具有決定性作用的生態(tài)因子，同時土壤的含水量又對枯落物的分解起著重要的作用，進(jìn)而也影響著防火林的防火效果。目前，一般認(rèn)為在生物防火樹種中喜濕潤的樹種含水量大比耐干旱的樹種難燃；耐蔭樹種比喜光樹種難燃；喜肥沃樹種比耐瘠薄樹種難燃。

表6 不同分布位置木荷生物防火林的土壤含水量Table 6 Moisture content in the soil under S. superba stands atdifferent distribution positions

對不同林分土壤的含水量進(jìn)行測定（表5）。由表5表明，杉木人工林及馬尾松人工林0～5 cm及>5～10 cm土壤含水量均大于木荷生物防火林帶，這可能與針葉樹種對水分吸收相對較少，且地下枯枝落葉物量大，有效減少了地表土壤水分的蒸發(fā)量有關(guān)。

此外，表6對不同分布位置的木荷生物防火林帶的土壤含水量進(jìn)行了對比，結(jié)果表明其林分內(nèi)土壤含水量也有較大的差異。分布于山腳的林分內(nèi)土壤含水量較大，分布于山脊的林分內(nèi)土壤含水量較小。在生物防火林的營造過程中應(yīng)該重視和加強(qiáng)對分布于山脊的木荷生物防火林帶加強(qiáng)撫育和管理，通過人工措施增強(qiáng)其對林火的抵抗能力。

4 結(jié)論與討論

（1）通過對開化縣現(xiàn)有木荷生物防火林與針葉林防火特性的調(diào)查，結(jié)果表明，針葉林地表易燃物數(shù)量較大，在氣候干燥的季節(jié)森林火災(zāi)發(fā)生危險等級較高，而針葉林周邊的木荷生物防火林帶地表易燃物數(shù)量相對較少，含水率較大，比馬尾松、杉木等針葉林具有更強(qiáng)的抗地表火的能力，能夠一定程度上起到控制、阻隔森林火災(zāi)的發(fā)生和蔓延，提高森林自身抗御火災(zāi)能力。木荷生物防火林枝下高也較杉木林低，提高了林分的抗火能力，在營林上應(yīng)注意下部枯枝的修剪，增加生物防火林帶的防火性能。

（2）木荷樹冠高大，葉片厚革質(zhì)且濃密，成林樹葉水分含量高達(dá)62.0%，對阻擋樹冠火具有特別重要的意義[9]。通過對不同林齡及不同分布位置的木荷生物防火林帶的防火特性分析，結(jié)果表明16年生木荷林地表1 h時滯易燃物干重比11年生木荷林小，這表明16年生木荷林帶的防火性能較11年生時有所增強(qiáng)；分布于山腳、中坡的木荷林帶地表1 h時滯易燃物數(shù)量相對較少，防火性能相對較強(qiáng)，而位于山脊木荷林帶防火性能相對較弱。因此，應(yīng)重視和加強(qiáng)低林齡及山脊部木荷生物防火林帶的撫育管理，通過人工措施，如修剪下部枯枝，結(jié)合撫育清除林內(nèi)枯落物，減少林內(nèi)的易燃物數(shù)量等，增強(qiáng)其對林火的抵抗能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 豐炳財，徐高福，李秀平，等. 木荷林分生長過程及其生物防火帶適地適樹研究[J]. 華東森林經(jīng)理，1998，12（2）：60－62.

[2]盧鏡銘. 木荷防火林生長特性的初步研究[J]. 福建林業(yè)科技，2000，27（4）：72－74.

[3] 駱文堅，周志春，馮建民. 浙江省優(yōu)良生物防火樹種的選擇和應(yīng)用[J]. 浙江林業(yè)科技，2006，26（3）：54－57.

[4] 張國防，林文革，花昆福，等. 杉木人工林地表易燃物含水率變化規(guī)律[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報，2000，20（1）：76－78.

[5] 黃志偉，余樹全，胡庭興，等. 不同木荷防火林帶建設(shè)模式群落學(xué)特征比較[J]. 林業(yè)科學(xué)，2008，44（1）：101－106.

[6] 劉其文. 木荷人工林經(jīng)營效果分析[J]. 福建林業(yè)科技，2008，35（4）：24－26.

[7] 林中大，付海真，練麗. 木荷防火林帶效益初探[J]. 中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2006，25（2）：53－55.

[8] 徐高福，余樹全，趙潔，等. 木荷防火林帶群落及其不同立地生長特性研究[J]. 福建林業(yè)科技，2009，36（3）：88－91.

[9] 周子貴，羅富裕，等. 楊桐等23個喬灌木樹種抗火性能的研究[J]. 浙江林業(yè)科技，1996，16（2）：16－23.

中圖分類號：S762.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-3776（2010）04-0062-04

收稿日期：2010-04-06；修回日期：2010-05-05

基金項目：浙江省重大科技專項“生物防火林帶樹種選擇與良種選育及中試”（2006C12003-3）

作者簡介：翁永發(fā)（1965－），男，浙江龍游人，高級工程師，從事林業(yè)技術(shù)推廣。

Comparison on Fuel Quantity under Schima superba and Conifer Stands

WENG Yong-fa1，CHAI Xiong2，DAI Ci-rong2，ZHANG Nai-hua3，YU Qi-guo3，
DU Guo-jian4，CHEN You-wu4，SONG Qi-yan4
（1. Quzhou Forestry Extension Station of Zhejiang, Quzhou 324002, China; 2. Kaihua Forest Center of Zhejiang, Kaihua 324300, China; 3. Chun’an Forestry Bureau of Zhejiang, Chun’an 311700, China; 4. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China）

Abstract:Investigations were conducted on growth, understory vegetation, fuel quantity and surface moisture content under fire belt stand ofSchima superbaand conifer stands such asCunninghamia lanceolataandPinus massoniana. The result demonstrated that mean dried weight of surface fuels in fire belt forest with 1 hour and 10 hours retardance had 462.3g/m2and 656.8g/m2, while that in conifer stands had 1 005.9 g/m2and 1 195.0 g/m2, indicating better surface fire-resistance of fire belt forest. Dried weight of surface fuel in 16-yearS. superbaforest with 1 hour and 10 hours retardance was smaller that that in 11-year forest, demonstrating stronger fire-resistance with age. The result also showed that it had more fuels with 1 hour retardance in fire belt distributed at ridge. Countermeasures were offered for fire belt forest such as strengthening tending of young stand and that distributed at ridge.

Key words:Schima superba; biological fire belt; fuels; forest fire prevention; conifer forest