木荷生物防火林帶與杉木林可燃物數(shù)量比較研究

倪榮新，宋其巖，吳英俊，王軍峰，杜國堅(jiān)

（1. 浙江省麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 麗水 323000；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省遂昌縣林業(yè)局，浙江 遂昌 323300；4. 浙江省麗水市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000）

木荷生物防火林帶與杉木林可燃物數(shù)量比較研究

倪榮新1，宋其巖2*，吳英俊3，王軍峰4，杜國堅(jiān)2

（1. 浙江省麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 麗水 323000；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省遂昌縣林業(yè)局，浙江 遂昌 323300；4. 浙江省麗水市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000）

對遂昌縣木荷生物防火林帶和杉木的生長情況、林下植被、可燃物、土壤含水率等進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果表明：1 h和10 h時(shí)滯可燃物干重木荷林帶內(nèi)地表分別為377、591 g/m2，杉木林地為541、810 g/m2，木荷林內(nèi)可燃物僅為針葉林的70%左右；不同坡位的木荷林生長和防火能力有一定差異，總體上呈現(xiàn)隨海拔升高，生長和防火性能下降的趨勢；木荷防火林帶的土壤水分含量較杉木林高1.4倍左右，木荷防火林林土壤含水率總體上也呈現(xiàn)隨海拔升高而下降的趨勢。

木荷；杉木；生物防火；地表可燃物

木荷（Schima superba）為山茶科常綠喬木，具有耐干旱、瘠薄，樹冠濃密，葉厚革質(zhì)，含水量多，含易燃脂少等特點(diǎn)，使其成為廣泛應(yīng)用的生物防火樹種[1]。杉木（Cunninghamia lanceolata）是中國南方最重要的速生豐產(chǎn)樹種，具有速生、豐產(chǎn)、材性好、用途廣等優(yōu)良特性，在我國人工林中具有重要的地位[2]。美國國家火險(xiǎn)等級系統(tǒng)根據(jù)不同可燃物的失水速率差異，將死可燃物劃分為1、10 h時(shí)滯等四個(gè)級別，其中，1h和10h時(shí)滯可燃物主要決定了林火的蔓延速度[3～5]。本研究主要針對木荷防火林帶和杉木林，及不同立地條件下的木荷防火林帶內(nèi)不同時(shí)滯級別可燃物種類、數(shù)量等進(jìn)行調(diào)查分析，旨在為浙江省主要林區(qū)縣的木荷生物防火林帶造林、撫育及林內(nèi)易燃物管理等提供科學(xué)依據(jù)。

1 自然概況

調(diào)查樣地位于浙江省遂昌縣，118° 41′ ～ 119° 30′ E，28° 13′ ～ 28° 49′ N，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，全年平均氣溫16.8℃，年降水量1 510 mm，降水日數(shù)172 d，年太陽總輻射量101 kcal/cm2，年日照時(shí)數(shù)1 755 h，年無霜期251 d。

調(diào)查樣地分別設(shè)在遂昌縣牛頭山林場和遂昌縣黃壇源基地，調(diào)查時(shí)間為2013年11月。

2 研究方法

2.1 樣地選擇

調(diào)查樣地選擇生長較好的木荷生物防火林帶，并在兩側(cè)及附近的杉木林內(nèi)設(shè)對照樣地。共調(diào)查樣地?cái)?shù)量 9個(gè)，其中遂昌縣牛頭山林場調(diào)查木荷防火林帶3個(gè)、對照杉木林3個(gè)；遂昌縣黃壇源基地調(diào)查不同立地條件的木荷防火林帶3個(gè)。牛頭山林場的木荷防火林帶樣地平均海拔1 005 m，杉木林樣地平均海拔950 m，防火林帶和杉木林均于1993年造林，防火帶每年結(jié)合森林防火工作建設(shè)進(jìn)行撫育。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

每個(gè)林地內(nèi)設(shè)置1個(gè)400 m2的臨時(shí)樣方，在樣方內(nèi)調(diào)查喬木的種類、胸徑、樹高、枝下高、郁閉度等，并記錄樣地的海拔、坡度和坡向等。并采集土樣測定土壤含水率。

每個(gè)樣方內(nèi)按對角線取4個(gè)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(gè)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。

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(shí)滯可燃物（凋落物層：直徑小于0.5 cm的小枝、樹葉、枯草）和10 h時(shí)滯可燃物（半分解層：直徑為0.6 ～ 2.5 cm的小枝條）的重量。同時(shí)取樣帶回實(shí)驗(yàn)室測定林內(nèi)地表可燃物的絕干含水率。

3 結(jié)果分析

3.1 木荷防火林帶與杉木林地表可燃物分析

對木荷防火林帶與杉木林生長情況調(diào)查結(jié)果（表 1）表明，木荷生物防火林帶與其周邊的杉木林種植密度基本相當(dāng)，生長勢較好，郁閉度較高。在平均樹高、胸徑等生長指標(biāo)方面與杉木林存在較顯著差距，其主要原因可能是杉木作為速生樹種具有一定的優(yōu)勢。

表1 木荷防火林與杉木林的生長情況Table 1 Growth of S. superba and C. lanceolata stand

從表2可看出，木荷防火林帶內(nèi)可燃物總負(fù)荷量顯著少于杉木林。木荷防火林1 h時(shí)滯易燃物干重為377 g/m2，含水率為46.4%；10 h時(shí)滯易燃物干重為591 g/m2，含水率為43.5%。而杉木林內(nèi)枯枝落葉等易燃物明顯較多，1 h時(shí)滯易燃物干重達(dá)541 g/m2，含水率為56.8%；10 h滯易燃物干重為810 g/m2，含水率為27.4%。木荷林帶內(nèi)易燃物的干重總和為968 g/m2，顯著少于杉木林的易燃物干重總和1 351 g/m2，其中1 h時(shí)滯易燃物重量約少43.5%，10 h時(shí)滯易燃物重量約少37.1%。

表2 木荷防火林帶與杉木林地表易燃物數(shù)量Table 2 Fuel load under S. superb and C. lanceolata stand

杉木林1 h時(shí)滯易燃物的含水率較木荷林高10個(gè)百分點(diǎn)，10 h時(shí)滯易燃物的含水率較木荷林低16個(gè)百分點(diǎn)，其可能原因?yàn)槟竞煞阑鹆謨?nèi)通風(fēng)效果較好，其表層易燃物水分散失較快，木荷林內(nèi)生物多樣性較豐富使下層易燃物的含水率能夠保持較高水平。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：木荷防火林帶生物多樣性較高，林下植物種類較為豐富，主要有木荷、杜鵑（Rhododendron simsii）、格藥柃（Eurya muricata）、山胡椒（Lindera glauca）、美麗胡枝子（Lespedeza Formosa）、菝葜（Smilax china）、芒萁（Dicranopteris dichotoma）等。杉木林內(nèi)植物數(shù)量較少，種類較單一，主要為木莓（Rubus swinhoei）、鱗毛蕨（Dryopterts kaibuaensis）、狗脊（Woodwardia japonica）等。由此可見，杉木林內(nèi)地表易燃物數(shù)量較大，同時(shí)下層易燃物含水率較低，相對容易發(fā)生森林火災(zāi)，引起火災(zāi)后的撲滅難度較大。因此，木荷生物防火林帶較杉木林具有更強(qiáng)的防火、抗火能力。3.2 不同立地條件木荷防火林地表易燃物分析

本次調(diào)查沿山脊走向，對不同坡位的木荷生物防火林進(jìn)行了調(diào)查，三個(gè)樣地的平均海拔分別是284、353、426 m；樣地區(qū)域的坡度15 ～ 25°。根據(jù)表3可知，不同立地條件對生物防火林帶生長的影響較為明顯。分布于山腳和中坡的木荷林生長較好，年均樹高分別為7.5、7.7 m，平均胸徑分別為11.8、9.5 cm；山脊位置的木荷生物防火林生長情況較差，平均樹高為4.9 m，年均胸徑為9.0 cm。

表3 不同坡位木荷防火林生長情況Table 3 Growth of S. superba stands at different slope positions

立地條件是林分生長的決定因素之一，直接影響林分生長速率等重要指標(biāo)，從而影響到林分生長。調(diào)查表明，相同林齡的木荷防火林帶，立地條件越好，林分生長情況越好。分布于山腳和中坡的木荷防火林平均樹高是山脊部位的1.5倍左右，平均胸徑分別是山脊部位的1.3和1.1倍；山腳和中坡的木荷防火林生長情況差異不明顯，主要原因可能是海拔、坡度和土壤條件等變化不大。

從不同坡位的木荷林可燃物負(fù)荷量來看（表4），分布于山腳和中坡的木荷林帶總量相近，分別是1 077 g/m2和1 113 g/m2，分布于山脊的木荷林帶總量較少為782 g/m2，是前兩者的70%左右，這與三者的生長情況基本相符。1 h時(shí)滯可燃物數(shù)量中坡最大，其次為山腳，山脊最??；10 h時(shí)滯易燃物數(shù)量是山腳最大、中坡其次，山脊最小。1 h時(shí)滯可燃物的含水率的變化趨勢與其數(shù)量趨勢相同；10 h時(shí)滯可燃物的含水率為山腳最高，山脊其次，中坡最低，但總體差距不大?？扇嘉餄穸仁巧只痣U(xiǎn)預(yù)報(bào)和火行為預(yù)測的重要因素之一，同時(shí)也是體現(xiàn)防火林帶防火抗火能力的重要指標(biāo)之一。山脊部由于土壤相對瘠薄，海拔高風(fēng)速大，植物種類少等因素，木荷防火林的生長和防火能力均受到一定影響。因此，今后應(yīng)重點(diǎn)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)其對林火的抵抗能力。

表4 不同坡位木荷防火林地表易燃物數(shù)量Table 4 Fuel load under S. superba stands at different slope positions

3.3 土壤水分含量分析

土壤的水分含量很大程度上影響著植物的生長，同時(shí)也對林內(nèi)枯落物的分解有重要作用，一定程度上土壤含水率也成為了木荷防火林帶防火能力的決定因素之一[6]。

對不同林分土壤的含水量進(jìn)行測定（表 5），木荷防火林帶0 ～ 5 cm及5 ～ 10 cm土壤含水率均高于杉木林，均為杉木林土壤含水率的 1.4倍左右，其主要原因可能與木荷林內(nèi)生物多樣性較豐富，以及闊葉林蓄水保墑能力較高有關(guān)。

表5 木荷防火林與杉木林土壤含水率Table 5 Moisture content in the soil under S. superba and C. lanceolata stands

此外，表6對不同坡位的木荷生物防火林帶的土壤含水量進(jìn)行了調(diào)查對比，結(jié)果表明其林分內(nèi)土壤含水量也存在一定差異。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。其主要原因可能與山體變化海拔升高等自然條件有關(guān)，同時(shí)可能也與木荷的生長旺盛程度有一定聯(lián)系。故在生物防火林的營造過程中應(yīng)加強(qiáng)對山脊部木荷林帶加強(qiáng)撫育管理，通過人工措施增強(qiáng)其對林火的抵抗能力。

表6 不同坡位木荷防火林土壤含水率Table 6 Moisture content in the soil under S. superba stands at different slope positions

4 結(jié)論與討論

（1）通過對遂昌縣現(xiàn)有木荷生物防火林與杉木林防火特性的調(diào)查，結(jié)果表明：通常情況下木荷生物防火林帶較杉木林，其林相層次結(jié)構(gòu)和生物多樣性復(fù)雜，林分保水性能強(qiáng)，林內(nèi)1 h時(shí)滯可燃物和10 h時(shí)滯可燃物的含水率一般都保持較高，不易發(fā)生森林火災(zāi)，能夠較好的起到控制、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)能力的作用。杉木林內(nèi)，地表可燃物總負(fù)荷量相對較大，分布較疏松，保水能力差，較易發(fā)生森林火災(zāi)。

（2）通過對不同坡位木荷生物防火林帶的調(diào)查分析，結(jié)果表明：分布于山腳、中坡的木荷林較山脊部具有一定的生長優(yōu)勢；由于生長勢稍差，山脊部木荷林的1 h時(shí)滯可燃物和10 h時(shí)滯可燃物在數(shù)量上相對較少，但其含水率較低，防火性能相對較弱。

（3）木荷防火林帶的土壤含水率較杉木林高，通常高1.4倍左右；不同坡位的木荷林之間其土壤含水率在存在一定差異，總體上呈現(xiàn)隨海拔升高而降低的趨勢。土壤含水率不僅影響植物生長，同時(shí)對林內(nèi)可燃物的含水率及分解均有重要作用，故在一定程度上也影響到森林的防火能力。

（4）木荷具有樹冠高大，厚革質(zhì)葉片濃密，含水率高等優(yōu)勢[7]，是我國南方地區(qū)營造防火林帶最理想樹種之一[8]。今后，浙江省等南方地區(qū)營造木荷生物防火林帶時(shí)，應(yīng)注意選擇立地條件較佳處營林，注意下部枯枝的修剪，適當(dāng)增加混交樹種，重視和加強(qiáng)山脊部木荷生物防火林帶的撫育管理，通過綜合性人工管理措施增強(qiáng)其對林火的抵抗能力。

（5）本次調(diào)查主要針對浙江西部林區(qū)縣遂昌縣的木荷生物防火林帶取樣調(diào)查研究，其防火抗火的長期效果，有待于下一步的深入調(diào)查和研究。

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Comparison on Fuel Load under Schima superba and Cunninghamia lanceolata Stands

NI Rong-xin1，SONG Qi-yan2，WU Ying-jun3，WANG Jun-feng4，DU Guo-jian2
（1. Lishui Forestry Extension Station of Zhejiang, Lishui 323000, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 3. Suichang Forestry Bureau of Zhejiang, Suichang 323300, China; 4. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 323000, China）

∶Investigations were conducted on growth, understory vegetation, fuel load and soil moisture content under fire belt of Schima superba and Cunninghamia lanceolata plantation. The result demonstrated that mean dried weight of 1-hour and 10-hours timelag fuel in fire belt was 377g/m2and 591g/m2, while that in C. lanceolata plantation was 541 g/m2and 810 g/m2, indicating better fire-resistance of fire belt. The result also showed that the growth and fire prevention of fire belt decreased gradually with the increase of altitude. The mean soil water content of fire belt was around1.4 time of that of C. lanceolata plantation. Soil water content of fire belt decreased with the increase of altitude.

∶Schima superba; Cunninghamia lanceolata; biological fire belt; surface fuel

S762.3

A

1001-3776（2015）01-0045-04

2014-06-10；

2014-12-10

倪榮新（1965-），男，浙江紹興人，高級工程師，從事森林培育研究；*通訊作者。