火炬樹在魯中南山區(qū)防火林帶營造中的應(yīng)用

孫天旭,張川紅,王虎,劉璐,董德進(jìn)

(1.山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院,山東 濟(jì)南250014;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,國家林業(yè)局森林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100091;3.山東藥鄉(xiāng)林場,山東 濟(jì)南250014;4.泰安市林業(yè)局,山東 泰安271000)

森林火災(zāi)是林業(yè)的主要災(zāi)害之一,破壞性強(qiáng),不可逆轉(zhuǎn),能夠造成社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等多方面的損失,預(yù)防是最經(jīng)濟(jì)最有效的措施。2014年春季山東山地丘陵地區(qū)連續(xù)發(fā)生了幾場森林大火,造成了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生態(tài)等方面的嚴(yán)重?fù)p失,生物防火的研究應(yīng)用迫在眉睫?？茖W(xué)選擇防火樹種,營建防火林帶是預(yù)防和控制森林火災(zāi)、減少災(zāi)害損失的重要生物防火措施,可以起到事半功倍的效果。事實(shí)證明:一旦發(fā)生大面積火災(zāi),為有效防止進(jìn)一步蔓延,必須依靠防火隔離帶的作用。

1 研究區(qū)域的環(huán)境概況

魯中南山區(qū)海拔范圍為100～1 600 m不等,年降水量為550～950 mm,夏季降水量占全年降水量的60% ～70% ,春、秋、冬三季多少雨干旱,林種單一,純林較多,再加上山地丘陵地區(qū)地形比較復(fù)雜、立地條件較差,而其中包括側(cè)柏等易燃樹種,防火樹種的選擇難度較大,林區(qū)防火壓力較大。

2 火炬樹

2.1 生物學(xué)特性

火炬樹(Rhus typhinaL.),又名加拿大鹽膚木,系漆樹科(Anacardiaceae)鹽膚木屬(RhusL.)植物,原產(chǎn)北美,中心分布區(qū)自加拿大東南部的魁北克省和安大略省向南延伸至美國的印第安納州和艾奧華州以及喬治亞州,為40°～47°N。地理分布寬,生態(tài)幅度廣,跨越寒溫帶、溫帶和亞熱帶。這一地區(qū)氣溫較低,屬溫帶大陸性干旱與半干旱類型,火炬樹多分布于開闊的沙土或礫質(zhì)土上,生長良好。自然生長地海拔1 300～2 200 m,年降雨量800 mm以上,無霜期150 d以上。加拿大魁北克省的魁北克位于46°50′N,年均氣溫3.9℃,7月平均氣溫20～28℃,最高氣溫31℃,1月平均氣溫為0～-20℃,最低為-30.6℃。極端絕對氣溫年較差為62.3℃,無霜期為243 d。該地區(qū)年降水量1 000 mm,而魁北克以西的安大略省,降雨量僅有250～500 mm,由此看出火炬樹具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力?；鹁鏄涫?959年中國科學(xué)院植物研究所北京植物園木本組由德國、羅馬尼亞、蘇聯(lián)、捷克等國以種子交換形式引入的,經(jīng)多年試驗(yàn),于1974年向外推廣[1]。在我國山東、河南及黃河以北各省有栽植。

2.2 防火價(jià)值

火炬樹是優(yōu)良的薪材樹種之一,對其進(jìn)行灌木狀經(jīng)營可獲較高的薪材量。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道,其熱值為20 456 kJ kg-1,高于傳統(tǒng)的刺槐(19 025 kJ kg-1),高于國家確定的優(yōu)良薪材熱值標(biāo)準(zhǔn)17 585 kJ kg-1[2],其枝葉含水率及熱值接近于南方推廣的防火樹種木荷,使其有作為防火樹種的可能。其萌生能力強(qiáng),輻射范圍廣,可以阻滯林下雜草的生長,而且火炬樹落葉層經(jīng)過當(dāng)年的風(fēng)吹日曬雨淋作用,除葉柄外,大部分可以腐爛掉,這樣在森林燃燒的三要素——空氣(助燃物)、溫度和可燃物中,缺少了可燃物,大大降低了可燃性,從而有效避免林火的發(fā)生[3]。

3 林帶設(shè)計(jì)

3.1 布設(shè)區(qū)域

根據(jù)魯中南山地丘陵區(qū)的地理、氣候等情況,設(shè)計(jì)防火阻隔林帶,可以設(shè)置在山脊、山背、鞍部、溝谷、山腳、林緣等地帶,山脊兩側(cè)為主,帶寬一般為20～30 m,山脊防火林帶阻火作用最佳的主要原因之一是山脊上可以產(chǎn)生較強(qiáng)大的反向氣流,這種反向氣流能夠隨山體高度和坡度的增加而增加。因此,喬木防火帶的近地層,應(yīng)為透風(fēng)結(jié)構(gòu),以便反向氣流通行無阻。

3.2 規(guī)格設(shè)計(jì)

3.2.1 寬度設(shè)置 防火林帶主帶(一般呈東西走向,與防火期主風(fēng)方向垂直)寬度應(yīng)為50 m以上,副帶(一般呈南北走向,與主帶方向垂直)寬度應(yīng)大于30 m;最低寬度一般應(yīng)為被保護(hù)樹高的1.5倍,還要根據(jù)設(shè)置方位、周圍環(huán)境、設(shè)計(jì)功能以及被防護(hù)樹種的生化特性等來確定。林帶中間修好1.5 m左右的步道,既可以作為撲火時(shí)的安全通道,又能夠方便林帶管護(hù)。

3.2.2 密度設(shè)置 防火林帶應(yīng)與山路、防火林道、防火墻、人工防火線等地貌地物有機(jī)結(jié)合形成網(wǎng)格化結(jié)構(gòu),將面積很大的山林劃分成若干塊狀結(jié)構(gòu)。綜合考慮林區(qū)樹種組成情況、森林經(jīng)營強(qiáng)度、火險(xiǎn)等級等,來確定防火林帶網(wǎng)格控制面積,一般為100～200 hm2,但是魯中山區(qū)多以側(cè)柏等易燃性樹種為主,網(wǎng)格控制面積不宜過大,最好不超過50 hm2。

4 林帶構(gòu)建

4.1 育苗

3—4月將火炬樹種子酸蝕90 min,熱水(60～70℃)浸種72 h,每24 h換水1次,種皮膨脹后撈出混以2倍體積的濕沙,在15～20℃條件下催芽;待30% 左右的種子露白后,整好苗床、灌足底水即可播種;加強(qiáng)苗期管理,定期間苗、除草、澆水;1年生苗高達(dá)50～80 cm時(shí)可出圃造林。

4.2 建造技術(shù)

4.2.1 整地方式 按照林帶設(shè)計(jì)進(jìn)行整地,清除雜草、雜木,挖穴備栽。魯中山區(qū)比較干旱,一般采用魚鱗坑法,規(guī)格為長×寬×深:40 cm×40 cm×30 cm;株行距一般為2 m×2 m。

4.2.2 苗木栽植 為保證成活率和節(jié)約造林成本,可在雨季進(jìn)行造林,若苗木較大,可采取截干措施,即保留根部往上30 cm樹干即可。

4.2.3 撫育管理 火炬樹苗木生長較快,一般3年即可郁閉,撫育管理較為簡單,因其根蘗繁殖較快,要定期進(jìn)行間伐、除雜,使林帶保持一定的透風(fēng)系數(shù),一般為0.43～0.5,因?yàn)橥革L(fēng)結(jié)構(gòu)型的防火林帶,能使火星在穿透林帶時(shí)將其阻落,從而有效地避免林火的蔓延。

5 討論

選擇一個(gè)較好的防火樹種,既要綜合考慮生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生理生化等各方面的特性,又要經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用觀察和實(shí)際檢驗(yàn),是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,應(yīng)該堅(jiān)持全面綜合和注重實(shí)效的原則,在體現(xiàn)防火價(jià)值的同時(shí),充分挖掘其生態(tài)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

6 建議

作為外來樹種,火炬樹具備很多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)存在許多不確定因素,如存在生物入侵風(fēng)險(xiǎn)等,在其品質(zhì)尚未完全定性的前提下,為防患于未然,應(yīng)該控制性地、預(yù)防性地進(jìn)行使用。重點(diǎn)應(yīng)用于能夠發(fā)揮其防火特性且其他防火樹種生長困難、生境條件差的如荒山荒坡等生境條件。在充分利用這一外來樹種防火價(jià)值的同時(shí),還應(yīng)建立起火炬樹對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)影響的監(jiān)控和預(yù)警體系。

參考文獻(xiàn):

[1]陳佐忠,董保華,楊宗貴.北京地區(qū)火炬樹的調(diào)查[J].林業(yè)資源管理,2006,2(1):54-58

[2]馬松濤,劉廣全,李文華,等.不同立地類型火炬樹人工林生物量初步研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2003,31(6):36-38

[3]吳軼杰,李如鴻.一種值得推廣的防火樹種——火炬樹[J].森林防火,1997(3):30