森林可燃物阻隔帶技術(shù)研究與應(yīng)用

趙鳳君，王明玉，姚樹人

（1.中國林科院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所 國家林業(yè)局森林保護(hù)學(xué)重點開放性實驗室，北京 100091；2.南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210023）

森林火災(zāi)是在開放環(huán)境中的自由燃燒過程，受可燃物特征與分布、空氣濕度、地形與風(fēng)場分布等因素的影響，構(gòu)成了森林火災(zāi)的復(fù)雜性與隨機(jī)性[1]。由于自燃、雷擊和人為事故等致火因素不可能徹底排除，森林火災(zāi)不可避免。大面積高強(qiáng)度火可以燒毀森林，造成地面光禿和加速土壤侵蝕，但小面積低速度火卻可以減少地面多余可燃物，有助于火后更新和生物棲息。因此在預(yù)防森林火災(zāi)中，實現(xiàn)森林可燃物阻隔技術(shù)是發(fā)展的重點，用火燒減少可燃物，營造生物阻隔帶，阻隔可燃物的連續(xù)性，從而達(dá)到減少和控制森林火災(zāi)的目的。

1 火燒阻隔帶技術(shù)

森林中每年的凋落物不能完全腐化，就造成了地表枯落物的積累。林下可燃物積累愈多，釀成大火的危險性就愈大。用火實踐在我國開展得較為普遍，南方的“煉山”，北方的“燒荒”等等。火燒就是在一定氣候、可燃物溫度、土壤濕度條件下，巧妙地用火燒除多余的可燃物，并把火限制在規(guī)定的地域內(nèi)，在一定的時間內(nèi)產(chǎn)生合適的熱量強(qiáng)度和蔓延速度，為實現(xiàn)防火、育林、野生動物的管理、放牧和減少病蟲害等一個或幾個目標(biāo)，而獲得一定的預(yù)期效果[2]。利用火燒清理采伐跡地、煉山造林、在荒山和牧場上進(jìn)行的生產(chǎn)用火，這些也屬于火燒隔離帶技術(shù)范疇。

1.1 火燒隔離帶種類和方法

林內(nèi)火燒：林內(nèi)計劃火燒是指在不傷害目的樹種的前提下，以低能量火燒緩慢釋放林內(nèi)多余的能量。這種技術(shù)主要應(yīng)用于有厚的保護(hù)性樹皮、樹冠耐輕度灼傷的森林，如云南松林、紅松、落葉松、樟子松、赤松和楊樺林等。

火燒溝塘草甸：溝塘草甸有茂盛的雜草，秋季枯草易燃性特強(qiáng)，是森林火災(zāi)快速蔓延的通道。火燒溝塘應(yīng)嚴(yán)格限制在溝塘中低價值的沼澤地、無林的荒草地上進(jìn)行，避免破壞生態(tài)系統(tǒng)。

鐵路、公路兩旁及林緣火燒防火線：森林鐵路、公路兩旁及林緣易著生陽性雜草，燃燒性強(qiáng)，是引起森林火災(zāi)的重要地段，火燒防火線是很好的預(yù)防措施。火燒防火線一般在春、秋季進(jìn)行，秋季火燒防火線更好一些，可管春秋兩季。

1.2 火燒隔離帶條件

在一定的條件下進(jìn)行計劃燒除對林木是有益的，一般選擇在溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、植物含水量等適宜的季節(jié)和時間內(nèi)進(jìn)行，并須經(jīng)主管部門的批準(zhǔn)，在嚴(yán)格的控制之下組織實施。

根據(jù)可燃物狀況和火環(huán)境特點來選擇點燒時機(jī)和技術(shù)，保證林內(nèi)的低強(qiáng)度火燒。要對火燒林分作全面的踏查，并調(diào)查可燃物狀況、了解森林狀況、地形地貌。東北林區(qū)春季積雪開始融化，采用跟雪點燒的方法，即雪融化一塊，點燒一塊；秋季第一次枯霜后的幾天，利于安全用火，也可利用雨后、雪后溝塘中恢復(fù)燃燒性快的時差選擇點燒時機(jī)；對于多年積累干草的踏頭草甸也可在夏末進(jìn)行點燒。

天氣條件對計劃火燒及煙霧管理極為重要，特別是氣象要素的預(yù)測預(yù)報和較大天氣的變化，應(yīng)及時掌握和用于火燒的實際中（見表1）。

表1 東北林區(qū)火燒隔離帶對天氣的要求

2 生物阻隔帶技術(shù)

所有的森林植物都能夠著火燃燒，只是防火林帶在遇到林火時與其他林木相比不易被點燃，或某些樹種在過火后，能夠很快恢復(fù)生長。防火林帶作為生物阻隔帶技術(shù)，阻火機(jī)理有三個層次：防火林帶的火環(huán)境、防火林帶樹種和防火林帶結(jié)構(gòu)[3]。

2.1 生物阻隔帶阻火機(jī)理

2.1.1 火環(huán)境

生物阻隔帶對火災(zāi)的阻隔作用，不僅是由于林帶選用樹種不易燃燒，而且阻隔帶可以形成林帶內(nèi)小環(huán)境，不利于森林火災(zāi)的發(fā)生與蔓延[4]。防火林帶大多建于山脊，林內(nèi)較透風(fēng)，林冠層透光少，基本無陽性雜草，不利于燃燒；防火林帶內(nèi)的氣溫較低，地表蒸發(fā)也減少，可以更好地保持林內(nèi)濕度，形成低溫、高濕的不利于火災(zāi)的環(huán)境；防火林帶地表凋落物的含水量大，結(jié)構(gòu)相對緊密，不易燃燒。

2.1.2 樹種阻火

建造生物阻隔帶的都是抗火性很強(qiáng)的樹種，涵養(yǎng)水源能力強(qiáng)，葉片含水量高[5]。從燃燒學(xué)的觀點來說，樹種阻火機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：防火樹種含有較少的可燃性成分，如粗脂肪、揮發(fā)油、蠟質(zhì)等；防火樹種具有較高的含水率，樹種不易點燃和燃燒，其阻火能力較強(qiáng)；防火樹種燃燒特性是重要的指標(biāo)，樹能被點燃，燃燒放熱應(yīng)大于向外界的散熱，防火樹種燃燒熱比較小。

2.1.3 結(jié)構(gòu)阻火

生物阻隔帶的防火效果與所選擇的樹種與林帶結(jié)構(gòu)有關(guān)。枝葉茂盛的樹冠能有效阻擋火焰蔓延；良好的林帶結(jié)構(gòu)易于形成不利于可燃物燃燒的環(huán)境，并使可燃物成不連續(xù)分布；林帶組成的網(wǎng)格還對大面積的針葉純林有機(jī)械隔離的作用；林帶的易燃可燃物在垂直分布上是不連續(xù)的，林帶地表少量的枯落物即使燃燒也不可能由地表火轉(zhuǎn)為樹冠火；在水平方向上，林帶的枝葉都難以燃燒，把大片針葉林分隔成小塊，使易燃可燃物呈間歇性分布，有效地防止森林大火的發(fā)生與蔓延。

2.2 生物隔離帶營造技術(shù)

2.2.1 林帶結(jié)構(gòu)

防火林帶的結(jié)構(gòu)有三種形式：單層結(jié)構(gòu)、復(fù)層結(jié)構(gòu)或矮林結(jié)構(gòu)。國內(nèi)現(xiàn)有的防火林帶大多數(shù)是單層林，因為復(fù)層林的要求造林技術(shù)復(fù)雜且要有合理的樹種配置，在生產(chǎn)中應(yīng)用還較少[6]。我國南方主要利用耐火灌木、小喬木與喬木樹種混交的防火林帶的防火效果最佳[7]。

2.2.2 林帶規(guī)格

防火林帶的規(guī)格根據(jù)樹種自身的阻火性能、生態(tài)學(xué)特性、林分燃燒性、造林地的地形和氣候特點等綜合指標(biāo)而定。熱帶地區(qū)防火林帶寬度比溫帶相對窄些，主林帶寬15～50m，具體確定林帶寬度應(yīng)以最低發(fā)揮林帶的防火效能，又能滿足其林學(xué)特性為原則。

2.2.3 林帶的設(shè)置

設(shè)計防火林帶應(yīng)根據(jù)林分、道路、河流、山脈、地形等自然條件，使防火林帶與防火線以及天然屏障連接成網(wǎng)，把林地分隔成阻隔封閉區(qū)，才能發(fā)揮防火線的阻隔作用。防火林帶一般建在山脊、山?jīng)_，多以水相隔。在林地和農(nóng)田交界處設(shè)置田邊防火林帶，防止農(nóng)事用火引起的火災(zāi)。

3 結(jié)束語

火燒隔離帶技術(shù)就是積極控制林火的有害方面，利用林火的有利方面?；馃芨倪M(jìn)野生動物的棲息環(huán)境，提高草場的產(chǎn)量和牧草質(zhì)量，改進(jìn)林地景觀、防治病蟲害和促進(jìn)林木的生長。促進(jìn)凋落物的轉(zhuǎn)化，增加土壤養(yǎng)分，降低森林火災(zāi)危險性，達(dá)到以火防火的目的的火燒已成為森林經(jīng)營和資源管理的一項重要措施。生物隔離帶技術(shù)源于生產(chǎn)實踐。所有的森林植物都有可能著火燃燒，防火林帶實質(zhì)上只是其在遇到林火時與其他林木相比不易點燃，防火林帶的火環(huán)境、防火林帶樹種和防火林帶結(jié)構(gòu)[3]。

推廣應(yīng)用森林可燃物阻隔技術(shù)，應(yīng)是森林防火大力發(fā)展方向?；馃綦x帶和生物隔離帶林帶技術(shù)是強(qiáng)有力的工具，但也有其應(yīng)用的局限性。火燒可以降低森林的燃燒性，除掉火災(zāi)蔓延的通道，還可阻止野火燒入有價值森林，防止破壞性火災(zāi)的發(fā)生，低強(qiáng)度火燒對于林內(nèi)植物的生長和更新以及維護(hù)生物多樣性都有積極作用，但火燒對生態(tài)系統(tǒng)的長期影響，以及火燒煙霧所引起的環(huán)境污染問題，都有待于進(jìn)一步的研究和解決。生物隔離帶可以充分發(fā)揮自然力的作用，利用森林植物之間的阻火性的差異，以難燃樹種組成防火林帶，可以在不同層次上防止火災(zāi)的蔓延和擴(kuò)展，防止易燃森林植物的燃燒，前景廣闊。

[1]Chandier C.Fire in Forestry[M].Now York：John Willy&Sons.1982.

[2]文定元.關(guān)于防火林帶幾個問題的探討[J].森林防火，1992，(4)∶22-33.

[3]陳存及.防火林帶樹種選擇的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報，1988,8(1):1-12.

[4]阮傳成,李振問.木荷生物工程防火機(jī)理及應(yīng)用[M].成都:電子科技大學(xué)出版社.1995.

[5]朱保忠,劉云國.南方山脊樹種燃燒物理學(xué)特性的研究[J].中南林學(xué)院學(xué)報，1993,13(1):69-73.

[6]Swharty M..Acacia arabica as a firebreak in Baluram National Park[J].Duta Rimba，1990，(16):117-118.

[7]舒立福.國外林火現(xiàn)狀與展望[J].世界林業(yè)研究，1996,10(2):28-36.