生物防火林帶研究進(jìn)展概述

韓煥金

（南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210023）

據(jù)不完全統(tǒng)計，世界平均每年發(fā)生森林火災(zāi)約22 萬起，過火面積達(dá)640 多萬hm2，約占世界森林覆蓋率的0.23%，給國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)帶來巨大的損失[1]。目前，我國森林防火工作正在由撲救型向預(yù)防型轉(zhuǎn)變，生物防火林帶建設(shè)作為一種可以阻止林火蔓延、控制森林大火發(fā)生的有效手段，可以變被動防火為主動防火，這種生態(tài)型的防火治本戰(zhàn)略措施正在被廣泛推廣和應(yīng)用[2-4]。

營建生物防火林帶在南方林區(qū)發(fā)展迅速，成為林火管理的發(fā)展方向，受到有關(guān)部門和專家的高度重視。生物防火林帶利用植物之間阻火性的差異，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，阻止易燃植物的燃燒。從目前生物防火隔要帶的建設(shè)情況看，由于認(rèn)識、資金、技術(shù)等多方面的因素，生物防火林帶發(fā)展還很不平衡，建設(shè)速度仍較緩慢，已建防火林帶很多生長不良，影響了防火阻隔作用的發(fā)揮。

1 材料與方法

核心期刊因其刊登的論文質(zhì)量較高，且多數(shù)論文有基金項目支撐，能較好地反映出學(xué)科領(lǐng)域的前沿。因此，筆者選取了《2014年版核心期刊要目總覽》里面的S7 林業(yè)的所有核心期刊2011-2017年刊登的文章，再以“全文中包括生物防火林帶”為查詢條件進(jìn)行篩選，得到相關(guān)論文20篇，其中《東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報》4 篇、《林業(yè)科學(xué)研究》2篇、《林業(yè)資源管理》2 篇、《南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報》2篇、《世界林業(yè)研究》2 篇、《浙江林業(yè)科技》6 篇、《中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報》2 篇。通過仔細(xì)研讀相關(guān)論文，跟蹤生物防火林帶的研究進(jìn)展。

2 結(jié)果分析

2.1 研究領(lǐng)域分析

多數(shù)文獻(xiàn)提到我國對于防火林帶的研究主要集中在防火樹種的選擇、防火林帶的結(jié)構(gòu)和防火機理上，新的文獻(xiàn)對以上3 個方面的研究加以延伸，并且對生物防火林帶的研究更注重應(yīng)用。

1）防火樹種的選擇及撫育。防火樹種是建設(shè)生物防火林帶的基礎(chǔ)，很多學(xué)者對防火樹種的選擇和培育做了大量工作，在查找到的20 篇文章中，有8 篇涉及這方面內(nèi)容。其中研究最多的樹種是木荷（Schima superba）。木荷屬山茶科木荷屬，為亞熱帶地帶性常綠大喬木，廣泛分布于南方12個省（區(qū)、市），是我國南方重要的珍優(yōu)闊葉用材樹種、生物防火和生態(tài)防護(hù)樹種[5-7]。袁冬明等[8]采用不同基質(zhì)配比及不同規(guī)格的無紡布網(wǎng)袋容器育苗，分析不同處理對木荷1-2年生容器苗生長的影響。指出對于培育主要用于跡地更新和山地生物防火林帶營建的1年生木荷容器苗，為降低生產(chǎn)及造林成本，應(yīng)采用能保證苗木質(zhì)量所允許的最小容器規(guī)格。孟偉[9]以湖南青石岡林場木荷人工林為研究對象，分析了木荷直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律。運用威布爾分布、正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布和伽馬分布進(jìn)行直徑擬合，并結(jié)合x2對擬合結(jié)果進(jìn)行檢驗。通過研究表明威布爾分布和對數(shù)正態(tài)分布擬合木荷林直徑分布的效果較好，兩種分布函數(shù)可用于湖南木荷林林分直徑結(jié)構(gòu)株數(shù)分布預(yù)測函數(shù)。根據(jù)木荷林樣地數(shù)據(jù)和擬合結(jié)果反映出該地區(qū)木荷林分直徑結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)當(dāng)根據(jù)擬合結(jié)果，對不同密度、不同林齡的林分進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，調(diào)整林分內(nèi)部直徑株數(shù)的分布。此項研究為木荷林生物防火林帶的管理提供了一種思路。朱卓俊[10]比較了不同撫育措施對木荷林分生長的影響。試驗表明，不同撫育措施處理的木荷林分平均地徑生長量之間存在極顯著差異。因此，對木荷林進(jìn)行撫育能明顯促進(jìn)林分生長，提高土壤養(yǎng)分水平，協(xié)調(diào)水肥氣熱狀況，為林木創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。陳聰?shù)萚11]對不同坡向、坡位之間18 a 生木荷人工林進(jìn)行生長差異分析。木荷林不同坡向、坡位之間的胸徑、樹高和單株材積均有極顯著差異，在陽坡或陰坡的不同坡位之間均是下坡位生長情況最佳，中坡位次之，上坡位最差，胸徑、樹高和單株材積等3 個因子均值都隨著坡位的上升而下降。袁冬明等[11]利用木荷和青岡1年生輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗分別于2月和5月營建生物防火林帶，其造林成效皆顯著優(yōu)于裸根苗造林。裸根苗造林明顯受造林季節(jié)限制，輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗能適應(yīng)不同造林季節(jié)，實現(xiàn)周年造林，有利于生物防火林帶快速成林，發(fā)揮防火效果。這為木荷生物防火林帶造林方式提供了參考。

彭東芹等[12]利用錐形量熱儀器對浙江省6 種主要經(jīng)濟(jì)樹種（毛竹Phyllostachys heterocycla(Carr.) Mitford cv.、枇 杷Eriobotrya japonica（Thunb.）Lindl.、油茶Camellia oleifera Abel.、梔子Gardenia jasminoides Ellis、楊梅Myrica rubra Siebold et Zuccarini和茶樹Camellia sinensis（L.）O.Ktze.）的鮮葉進(jìn)行燃燒實驗，從中篩選出較好的經(jīng)濟(jì)型防火樹種。研究表明，楊梅、茶樹、枇杷和梔子著火延遲時間長，在各項燃燒測試中熱釋放速率緩慢，釋量少，是難燃的抗火性強的樹種，可用于經(jīng)濟(jì)型防火林帶的建設(shè)。裴建元等[13]選擇10種常綠闊葉樹種，進(jìn)行含水率、熱值、燃點、木質(zhì)素、粗灰分、粗纖維、粗脂肪等理化性質(zhì)測試，通過聚類分析得出：I 類抗火性強，主要有冬青Ilex chi?nensis；II類抗火性較強，依次是油茶Camellia oleif?era、山杜英Elaeocarpus decipiens、擬赤楊A(yù)lniphyl?lum tortunei；三類抗火性一般，依次是苦櫧Cas?tanopsis sclerophylla，石櫟Lithocarpus glaper；四類抗火性弱，依次是木荷Schima superba、樟樹Cinna?momum philippinense、甜櫧Castanopsis eyrei、羅浮栲Castanopsis fabri。木荷是南方公認(rèn)的防火樹種，但相對冬青、油茶、山杜英、擬赤楊抗火性要遜色一些。

2）生物防火林帶的結(jié)構(gòu)研究。潘永柱等[14]通過對松陽縣2000-2010年森林火災(zāi)發(fā)生情況的分析，將松陽縣劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級森林火險區(qū)，在行政區(qū)劃和森林火險等級區(qū)劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域林中空地、防火公路和山脊線分布等主要影響因子，采用分區(qū)控制的方法，確定生物防火林帶的空間布局。這是將生物防火林帶與火險等級區(qū)劃相聯(lián)系，分區(qū)實施，真正發(fā)揮生物防火林帶作用的有益探索。

倪榮新[15]等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：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。

3）生物防火林帶機理的研究。王海暉[16]從典型樹種的物理、化學(xué)屬性、熱解特性、防火樹種的可燃性以及防火林帶阻隔林火蔓延的作用方式等方面對生物防火林帶機理進(jìn)行了研究。研究表明，生物防火林帶的防隔火功能不只是來自于植物葉片間可燃性的差異，更多源于常綠闊葉樹的樹冠結(jié)構(gòu)以及相對密植構(gòu)成的獨特林分。通過抑制帶內(nèi)地表可燃物的生長，實現(xiàn)對地表火的阻隔；在遭受樹冠火襲擊時，以其樹冠較弱的可燃性和分層特性消減火勢（強度），降低火蔓延過程中熱量輸運的效率，使火蔓延自動終止。同時指出，由于缺乏對其抵抗樹冠火規(guī)模的量化認(rèn)識，也沒有建立起量化的技術(shù)性能指標(biāo)以及細(xì)化的實施規(guī)范，生物防火林帶技術(shù)仍處于經(jīng)驗型階段。這是對生物防火林帶阻火機理的一次全新的認(rèn)識，同時也為生物防火林帶指出了新的研究方向。

2.2 研究地域分析

在查閱到的20篇文章中，有18篇研究地設(shè)在南方，只有2篇設(shè)在北方?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)資料表明，我國北方林區(qū)缺乏像南方省份普遍接受的防火樹種，相關(guān)的研究也不全面。另外，對于生物防火林帶建設(shè)遠(yuǎn)沒有南方省份熱衷。相對寒冷的氣候條件嚴(yán)重制約著特定樹種的生長速度是問題的關(guān)鍵[16]。劉廣菊等[17]采用層次分析法與德爾斐法共同構(gòu)建的模式，提出了一套生物防火林帶阻隔體系防火效果的評價指標(biāo)體系。研究指出，防火林帶的規(guī)格一般不應(yīng)小于當(dāng)?shù)爻墒炝帜镜淖畲髽涓?。在建立防火林帶時，應(yīng)優(yōu)先考慮在冠幅＞10 m、樹高＞8 m、郁閉度＞0.6的林分內(nèi)建立防火林帶。防火林道的寬度應(yīng)大于4 m，為達(dá)到較好的防火效果，可以適當(dāng)加寬至5～8 m。防火溝位于防火林道兩側(cè)，兼顧排水及防火功效，在腐殖質(zhì)層或泥炭層厚且容易發(fā)生地下火的林內(nèi)，溝深應(yīng)達(dá)到腐殖質(zhì)層或泥炭層的底層以下0.2～0.5 m，溝底寬度0.3～0.5 m，頂（溝面）寬度應(yīng)大于0.5 m。他們還利用德爾斐法調(diào)查，結(jié)合建設(shè)及維護(hù)實踐經(jīng)驗，得出防火林帶內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：通過清理，林帶內(nèi)落葉與枯草的平均載量小于5 t/hm2，一般可達(dá)到2 t/hm2，無站桿、病腐木、倒木、灌木和枝丫；通過修枝，天然成過熟林枝下高2 m，天然中齡林枝下高在1.5～2.0 m，天然幼林根據(jù)實際情況枝下高不低于1.0 m，人工林枝下高在2.0～2.5 m。此項研究為生態(tài)防火林帶防火效果評價指標(biāo)的建立提供了參考，同時也為北方生物防火林帶的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

3 結(jié)論

1）生物防火林帶研究相對集中于防火樹種的選擇上，尤其是南方公認(rèn)的防火樹種——木荷，對其育苗、撫育措施等方面進(jìn)行了研究，但對其他樹種的研究相對較少，各地應(yīng)加大對防火樹種的篩選。對樹種的選擇，不僅要關(guān)注它的防火性能，也要注意樹種帶來的經(jīng)濟(jì)效益。這應(yīng)該是各地進(jìn)行生物防火林帶樹種選擇的一個方向。

2）生物防火林帶的建設(shè)應(yīng)與當(dāng)?shù)鼗痣U等級劃分相聯(lián)系?？梢愿鶕?jù)森林火險等級和影響生物防火林帶的主要因子，采用分區(qū)控制的方法，確定生物防火林帶的空間布局以及撫育措施。

3）對于生物防火林帶的防火機理，可以關(guān)注王海暉提出的生物防火林帶的防隔火功能不只是來自于植物葉片間可燃性的差異，更多源于常綠闊葉樹的樹冠結(jié)構(gòu)以及相對密植構(gòu)成的獨特林分這一論斷。

4）生物防火林帶的研究區(qū)域多數(shù)集中在南方，尤其是浙江省，北方只有黑龍江省。生物防火林帶在阻止林火蔓延、預(yù)防和控制森林火災(zāi)發(fā)生等方面發(fā)揮著重要作用，北方地區(qū)也應(yīng)該積極開展關(guān)于生物防火林帶的研究，包括篩選出適合北方實際情況的生物防火林帶樹種等等。