免機(jī)耕防火隔離帶技術(shù)在森林草原的應(yīng)用研究

南海濤，劉礴霏，宋來萍

（內(nèi)蒙古呼倫貝爾市林業(yè)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008）

森林草原防火隔離帶屬于間接滅火法，傳統(tǒng)的機(jī)械開設(shè)生土隔離帶加點(diǎn)燒的方法，是在地面形成一定長度和寬度、有阻火作用的屏障，即造成了森林草原植被的破壞，又導(dǎo)致牧區(qū)水土流失和沙化得不到有效控制，使草原深處脆弱的生態(tài)環(huán)境變得更加嚴(yán)重;而生土防火隔離帶使用周期短、維護(hù)成本高，阻火效果有限，達(dá)不到防火與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的效果。結(jié)合呼倫貝爾地區(qū)特點(diǎn)，選取目前3種較先進(jìn)的免機(jī)耕隔離技術(shù)，利用地面樣地調(diào)查，現(xiàn)場試驗(yàn)的研究方法對3種隔離帶的特點(diǎn)、應(yīng)用情況以及不足進(jìn)行探討。

1 防火隔離帶發(fā)展概況

目前，我國開設(shè)防火隔離帶所用的方法有點(diǎn)燒法、機(jī)械翻耕法和人工割除植被法等。人工割打法費(fèi)工費(fèi)時，機(jī)械翻耕法在地勢起伏大的地方不行，而且翻耕地帶翌年雜草反而格外繁茂，并且機(jī)械翻耕法對植被和環(huán)境的破壞明顯，在森林草原地區(qū)來說，由于邊境線漫長，每年秋季采用機(jī)械翻耕法，則需沿邊境線開設(shè)50～100 m不等的生土隔離帶，以防止境外火燒入境內(nèi);在重點(diǎn)林區(qū)沿林緣開設(shè)30～60 m隔離帶，預(yù)防雷擊火、人為火發(fā)生蔓延;火災(zāi)現(xiàn)場臨時設(shè)置的防火隔離帶則適用于火勢大，蔓延速度快，在地面難以直接撲打，或者為阻止大面積荒火燒入林內(nèi)，以局部損失保護(hù)大局來阻止火災(zāi)的蔓延;對于火頭前進(jìn)方向，可利用河流、道路等天然隔礙物，作為防火隔離帶阻止火勢的蔓延擴(kuò)展，這對撲滅樹冠火和速進(jìn)地表火是有效的方法，但以上方法均不能做到即保護(hù)環(huán)境又能有效阻隔林火的蔓延，因此，開創(chuàng)和應(yīng)用新的防火隔離帶技術(shù)是未來森林防火科學(xué)工作的重要研究方向。

1.1 森林草原防火劑隔離帶發(fā)展概況

本文主要介紹的是BL－森林草原專用防火劑，該防火劑是北京林業(yè)大學(xué)在引進(jìn)國外實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，不斷消化、吸收和創(chuàng)新，從BL－環(huán)保阻燃劑延伸出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品，其具有環(huán)保無毒、阻燃性好、抑煙性好和成本低的特點(diǎn)［1］。在林區(qū)、草地防火應(yīng)用過程中，體現(xiàn)出滯火效率高和對環(huán)境友好的特性。

1.2 生物防火林帶發(fā)展概況

近年來生物防火林帶技術(shù)發(fā)展迅速。生物防火林帶可以充分發(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。防火林帶不但可以起到減低森林火災(zāi)的易燃性，而且可提高林分的抗火性［2］。

1.3 化學(xué)除草劑隔離帶發(fā)展概況

化學(xué)除草劑隔離帶技術(shù)是近年來新興的一種開設(shè)防火隔離帶的方法，同時化學(xué)除草劑的品種較多，對針闊葉樹種以及草地均適用;同時在應(yīng)用過程中具有快捷、高效和經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，化學(xué)除草劑除草效果好和成本低，能極大地提高工作效率，降低勞動強(qiáng)度，將該方法應(yīng)用到防火隔離帶技術(shù)上將具有機(jī)耕無法比擬的優(yōu)勢。

2 免機(jī)耕防火隔離帶的應(yīng)用

2.1 BL－森林草原專用防火劑隔離帶應(yīng)用

森林草原防火劑隔離帶應(yīng)用研究地點(diǎn)位于黑山頭至滿洲里方向120 km處，地理坐標(biāo):東經(jīng)117°13′00″～ 117°51′53″，北緯 49°18′47″～ 49°37′54″;地形為山地、草原、丘陵、5°～25°陡坡;植被主要為20～50 cm高叢生灌木、散生喬木及部分針葉樹種，林下枯枝;風(fēng)力3～4級，長度10 km，帶寬50 m，呈帶狀分布;風(fēng)力6級以上（含6級），長度10 km，帶寬100 m;草地特征:草本植物占85%以上，植被高度在60～80 cm，蓋度為60% ～80%;樹木特征:以灌木為主，植被高度在150～200 cm，蓋度為60% ～80%。

選取合適的森林草原植被的樣地，有充分寬度的外圍防火線，充分利用現(xiàn)有的防火障，特別是天然屏障如公路、小徑、小溪、河流、水濕地等，若天然屏障的寬度不夠，可按照最快捷最有效的方法加寬這些防火屏障，以防跑火。選取10%和15%兩種濃度的防火劑，利用汽油噴霧機(jī)等設(shè)備噴灑上森林草原防火劑，在選好的地區(qū)噴灑后，經(jīng)過幾天后進(jìn)行點(diǎn)燒，采取對比試驗(yàn)，樣地一邊噴灑有森林草原防火劑，另外一邊不噴灑森林草原防火劑，當(dāng)點(diǎn)火以后，火在樣地內(nèi)快速蔓延，結(jié)果表明在未噴灑森林草原防火劑的樹木燃燒至樹冠形成樹冠火，同時樹下可燃物全部燃燒;而噴灑過的森林草原防火劑的樹木卻并沒燃燒。試驗(yàn)結(jié)果證明有森林草原防火劑吸附的樹木枯枝落葉以及草原植物的可燃性大大降低，發(fā)生火災(zāi)的可能行很小。

2.2 生物防火林帶

選擇興安落葉松作為生物防火隔離帶的主要樹種，試驗(yàn)地選在根河市林業(yè)局姑子廟林場。興安落葉松是呼倫貝爾地區(qū)頂級群落樹種，自然整枝狀況良好，樹干挺拔，林冠層可燃物較少，郁閉度適中，與地表可燃物不連接;對火生態(tài)因子具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，非常適合作為營建生物防火林帶的主要樹種;落葉松生物防火林帶經(jīng)營管理可分為三個階段，即防火林帶郁閉前經(jīng)營、防火林帶郁閉后經(jīng)營和防火林帶成熟后的經(jīng)營［3］。

興安落葉松在呼倫貝爾地區(qū)分布及其廣泛，本次試驗(yàn)充分利用現(xiàn)有興安落葉松人工林、天然林資源加以經(jīng)營和管護(hù)，對興安落葉松林帶采取修枝、補(bǔ)植、清理林下可燃物等措施，使其具備生物防火林帶的功能。一般地，林分郁閉度與地表可燃物載量成負(fù)相關(guān)，與含水率成正相關(guān)。林分郁閉度小，則地表可燃物載量多且含水率低，林帶阻火效果不好，需要通過補(bǔ)植提高林分郁閉度;對于郁閉度較大的林分，則應(yīng)采取修枝割灌等措施，提高枝下高度以防止樹冠火的發(fā)生［3］。防火林成熟后，主要應(yīng)該采取定期計劃燒除的方法清理林下可燃物。這樣即增加了土壤養(yǎng)分，改善土壤結(jié)構(gòu)，又有利于樹種的更新。

2.3 化學(xué)除草劑隔離帶試驗(yàn)

化學(xué)除草劑隔離帶試驗(yàn)研究試驗(yàn)地點(diǎn)也同樣選在黑山頭至滿洲里，地形為山地、草原、丘陵，坡度為5°～25°度陡坡;植被主要為20～50 cm高叢生灌木、散生喬木及部分針葉樹種，林下枯枝;草地特征為草本植物占85%以上，植被高度在60～80 cm，蓋度為60% ～80%;灌木:特征，以灌木為主，植被高度在150～200 cm，蓋度為60% ～80%。風(fēng)力根據(jù)具體風(fēng)力等級確定，風(fēng)向不定:風(fēng)力3～4級，長度1 000 m，帶寬2.5 m。呈帶狀分布，設(shè)4條隔離帶;風(fēng)力6級以上（含6級），長度1 000 m，帶寬10 m，設(shè)5條帶狀隔離帶;風(fēng)力3～4級，帶寬4 m;風(fēng)力6級以上（含6級）帶寬15 m;沿邊境界碑里測100 m范圍內(nèi)利用噴灑機(jī)械對植被進(jìn)行無縫噴灑。經(jīng)點(diǎn)燒試驗(yàn)證明化學(xué)除草劑隔離帶能夠很好的起到阻火、阻燃的效果。

3 免機(jī)耕防火隔離帶技術(shù)發(fā)展模式

生物防火林帶和森林草原防火劑等技術(shù)開設(shè)林火、草原火隔離帶的集成技術(shù)創(chuàng)新，使各種技術(shù)有機(jī)融合、調(diào)整優(yōu)化，對取代傳統(tǒng)機(jī)耕生土隔離帶，形成了適合地區(qū)特點(diǎn)的林火和草原火阻隔體系;這些綠色防火技術(shù)都是今后本地區(qū)乃至更大范圍內(nèi)防止林火、草原火發(fā)生和蔓延的主要措施，在應(yīng)用中要將工程措施和生物措施、化學(xué)措施有機(jī)結(jié)合，以集中連片的大林區(qū)、高火險區(qū)為重點(diǎn)，推進(jìn)防火阻隔網(wǎng)絡(luò)體系實(shí)施，增強(qiáng)森林防火綜合能力。以快速、準(zhǔn)確構(gòu)建森林草原防火隔離帶對呼倫貝爾地區(qū)森林、草地和邊境防火提供一種有效的途徑和方法。

3.1 森林草原防火劑隔離帶技術(shù)模式

BL－森林草原防火劑預(yù)設(shè)防火隔離帶及在發(fā)生火情的時候臨時設(shè)置防火帶的方法屬國內(nèi)外首例應(yīng)用于森林、草原、森林草原、濕地等不同環(huán)境［4］，森林草原防火劑適用于干枯的草本植物、木材、植物類纖維阻燃處理，在重點(diǎn)防火林區(qū)、重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)、文物保護(hù)單位、其他易發(fā)生失火區(qū)域、野外用火易跑火區(qū)域都可以應(yīng)用。干雷暴多發(fā)區(qū)，草地選在邊境線森林草地結(jié)合地帶，在大興安嶺地區(qū)林區(qū)選擇幾片興安落葉松林地進(jìn)行范圍不等的試驗(yàn)。

3.2 生物防火林帶技術(shù)模式

未來的研究將更加注重景觀尺度上的可燃物管理，研究防火林帶對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響。多種生物手段進(jìn)行可燃物的調(diào)控:①通過針闊混交加速凋落物分解，減少可燃物積累;②利用不同生物的混生或引進(jìn)真菌、微生物促進(jìn)可燃物的分解;③利用放養(yǎng)草食動物實(shí)現(xiàn)減少易燃可燃物的目的。

3.3 化學(xué)除草劑技術(shù)模式

化學(xué)除草劑品種繁多，對土壤、環(huán)境的危害程度不一，在邊境隔離帶可選擇草甘膦危害較輕，噴灑機(jī)械設(shè)備是關(guān)鍵。

3.4 免機(jī)耕隔離帶與生土隔離帶的對比分析

與開設(shè)生土隔離帶比較，免機(jī)耕隔離帶一是可以充分利用土地資源。每開設(shè)1 km×10 m寬的阻隔帶需占用1 km2有林地，呼倫貝爾地區(qū)防火隔離帶大部分建在有林地上，達(dá)到1 168 km2，對林地資源是很大的浪費(fèi);二是與開設(shè)生土隔離帶相比節(jié)約了大量資金，雖然森林草原防火劑隔離帶、生物防火林帶、化學(xué)除草劑等前期的期投入較大，但與每年建立機(jī)耕隔離帶相比，能節(jié)省大量的人力和資金;三是在保持水土方面，免機(jī)耕隔離帶不會像生土防火隔離帶那樣會去除地表植被，造成水土流失的情況。

3.5 免機(jī)耕防火隔離帶應(yīng)用情況

免機(jī)耕防火隔離帶技術(shù)目前已經(jīng)在呼倫貝爾地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，如根河市林業(yè)局生物防火林帶50 km2;滿洲里防火劑噴灑50 km×100 m邊境防火隔離帶試驗(yàn);在紅花爾基林業(yè)局防火劑噴灑應(yīng)用60 km2隔離帶。研究表明:點(diǎn)燒防火線、生物防火林帶和森林草原防火劑在應(yīng)對、預(yù)防大面積森林草原火災(zāi)方面是可行的，在邊境防火隔離帶、林地防火隔離帶、及其在火災(zāi)多發(fā)區(qū)預(yù)防處理上取得了很好的效果，例如在2010年春季蒙古過境火被滿洲里市森林草原防火劑的隔離帶阻隔、紅花爾基林業(yè)局干雷暴易發(fā)區(qū)2009年至2010年5至6月期間有雷擊火情，但是被森林草原防火劑隔離帶控制住，沒有引發(fā)大的森林火災(zāi)，就是很好的證明。

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［1］崔軍輝，李光沛.室內(nèi)紙條法對四種森林化學(xué)滅火劑性能的測定［J］.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2007（7）:31－32.

［2］舒立福，田曉瑞，李惠凱.防火林帶研究進(jìn)展［J］.林業(yè)科學(xué)，1999（4）:80－85.

［3］蔡建文，許志峰.落葉松生物防火林帶經(jīng)營管護(hù)技術(shù)［A］.第二屆中國林業(yè)學(xué)術(shù)大會森林防火分會場論文集:上冊［C］.南寧:森林防火（消防）專業(yè)委員會，2009.

［4］孫少輝，南海濤.BL－森林草原防火劑應(yīng)用技術(shù)［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計，2007（6）:85－86.