營林技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用研究

范青松

（安徽省宣城市宣州區(qū)森林消防大隊，安徽 宣城 242000）

盡管我國地大物博，但在森林資源上相對比較匱乏，一旦因管理疏忽釀成森林火災(zāi)，那么不僅森林中珍稀動物的棲息環(huán)境會受到嚴(yán)重破壞，隨之而來的還有嚴(yán)重的人身安全威脅以及嚴(yán)重的財產(chǎn)損失。根據(jù)外媒報道，2020年8月12日美國加州“山貓”山火燃燒數(shù)日造成包括7名消防員在內(nèi)的25人死亡，120人失蹤，過火面積高達(dá)32萬km，直接產(chǎn)生的經(jīng)濟損失高達(dá)15億美金。所以除了消防應(yīng)急預(yù)案水平的提高以外，通過營林技術(shù)從源頭處控制森林火災(zāi)的發(fā)生概率，是避免森林火災(zāi)產(chǎn)生嚴(yán)重危害的必要途徑措施。

1 森林火災(zāi)的危害

首先是最直觀的危害，森林火災(zāi)會造成過火面積的喬木、灌木植物直接燒死燒傷，森林資源是一種再生速度極為緩慢的自然資源，一旦出現(xiàn)森林火災(zāi)，將直接給森林山地帶來嚴(yán)重不可逆的損傷。尤其是重大、特大等級的山火，高強度熱輻射會直接殺死大面積喬木、灌木植物以及地被植物的根系，導(dǎo)致森林?jǐn)?shù)十年無法恢復(fù)原貌。而經(jīng)過森林火災(zāi)侵襲過的土地，很有可能會變成荒草地或裸地，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)的林木種植區(qū)域淪為地價灌叢或者荒地，給林業(yè)部門或林業(yè)種植行業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟財產(chǎn)損失。

而后是間接的影響損失和撲救成本，由于森林中隨處都是火勢蔓延的良好可燃物介質(zhì)，所以森林火災(zāi)的撲救難度是極大的。我國5.6大興安嶺特大等級森林火災(zāi)出動的一線消防救援隊伍58800人，疏散周邊城鎮(zhèn)居民5000余戶，當(dāng)?shù)丶s有超過200余家大中型企業(yè)生產(chǎn)受到影響停工。在撲救上的物資、人力花費以及間接財產(chǎn)損失多達(dá)69.13億元。

接著是森林火災(zāi)的負(fù)面環(huán)境效益問題，眾所周知森林具有水源涵養(yǎng)與水土保持的重要生態(tài)調(diào)節(jié)功能。根據(jù)林業(yè)局的調(diào)研統(tǒng)計結(jié)果，每公頃森林的蓄水量約比無林地高出30～70m，所以森林素有“綠色水庫”的美稱。而處于過火面積中的森林，勢必會失去這種生態(tài)調(diào)節(jié)作用，導(dǎo)致當(dāng)?shù)仡l繁出現(xiàn)嚴(yán)重的山洪、山體滑坡、泥石流等水土流失造成的自然地質(zhì)災(zāi)害，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)及水利工程帶來極大的不利影響。

最后是火災(zāi)空氣污染給周邊住民的人身安全帶來的威脅，森林火災(zāi)中會產(chǎn)生大量排放氣體煙塵，除了水蒸氣與二氧化碳以外，還包括了一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔镆约翱晌胄晕⒘５扔泻ξ镔|(zhì)。以1997年印度尼西亞的森林大火為例，該火災(zāi)燃燒數(shù)月，“煙霧帶”致使周邊約40萬城鎮(zhèn)住民不同程度患上呼吸道急性炎癥癥狀，當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機構(gòu)在此后1年內(nèi)一直人滿為患。而這種森林火災(zāi)“煙霧帶”不僅出現(xiàn)在受災(zāi)地區(qū)，更會因為風(fēng)運作用向周邊逸散，導(dǎo)致臨近新加坡、馬來西亞、文萊等國家居民不得不采購防毒面具來預(yù)防煙塵污染問題。

2 營林技術(shù)在森林防火工作中的重要性

首先來分析森林起火條件，滿足森林火災(zāi)需要具備三個條件：森林中具有火災(zāi)的燃燒的物資基礎(chǔ)，在森林中就是指具有可燃物性質(zhì)的喬木、灌木、地衣植物、草類、枯枝、養(yǎng)護支架以及腐殖土質(zhì)和泥炭等；第二是火災(zāi)環(huán)境因素，燃燒需要氧氣助燃，所以森林火災(zāi)多發(fā)季節(jié)在秋、冬兩季的多風(fēng)干燥時分，只有林間沒有水分且自然通風(fēng)量足夠的情況下，火勢才會進一步蔓延；而第三是起火源，按起火源的產(chǎn)生性質(zhì)分為自然火源與人為火源，自然火源是指非人為的明火源，根據(jù)世界范圍內(nèi)的不完全統(tǒng)計，在自然火源中導(dǎo)致的森林火災(zāi)中，雷擊火占總數(shù)的65.7%，山火爆發(fā)占32.5%，其余1.8%為概率發(fā)生極低的隕石降落起火或者航空發(fā)射器降落起火。而人為火源則是森林火災(zāi)的最主要成因，在所有森林火災(zāi)事故案例中，因人為火源導(dǎo)致失火的占比為67.4%，主要有開墾燒荒、機車噴漏火、開山爆破失火、放牧狩獵燒防線失火等的生產(chǎn)性火源，以及孩童玩火、游客水瓶和煙頭丟棄、野炊、驅(qū)蚊以及蓄意放火等非生產(chǎn)性質(zhì)火源。

那么上文中提及，森林火災(zāi)的處置難度是極高的，盡管各地林業(yè)局為了預(yù)防森林火災(zāi)都配備了素質(zhì)高超的消防官兵隊伍以及先進的消防設(shè)施，但真正出現(xiàn)森林火災(zāi)時，撲救效果和救援速度仍然不盡理想。以經(jīng)常發(fā)生的林間火災(zāi)為例，這種火災(zāi)由于地形效果作用，往往會呈凹形或雞爪形朝多個方向同時蔓延，在主風(fēng)向不定時（風(fēng)向改變度數(shù)為30～40°），常常以扇形進行擴散，火翼擴展速度平均約為4～15m/min，且火光的熱輻射與飛揚的火星又會成為未過火地帶的新起火源。因此當(dāng)前階段任何一種消防設(shè)備與技術(shù)，都難以應(yīng)對這種火勢擴張速度。所以除了在火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案中投入必要的成本以外，我們應(yīng)當(dāng)將更多精力放在森林火災(zāi)的源頭防治上，而營林技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用，正是出于削弱森林火災(zāi)條件為目的，從林木種植、林間布局以及養(yǎng)護方案等綜合方面下手，為森林消防預(yù)案提供有利的基礎(chǔ)環(huán)境。例如合理布置林間間距和水源布置等，不僅可以從根本上避免森林中出現(xiàn)容易失火的薄弱管理部位，還能夠為消防設(shè)置防火滅火隔離帶以及就近取水提供便利。因此，營林技術(shù)在森林防火中應(yīng)用對于預(yù)防森林火災(zāi)損失，以及挽回補救森林火災(zāi)危害兩個方面都是具有重要意義的。

3 營林技術(shù)在森林防火工作中的應(yīng)用策略探究

3.1 造林設(shè)計

造林設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)林地情況分為兩部分來進行：一是人造林的林地設(shè)置；二是自然林的人工改造。造林設(shè)計作為營林技術(shù)的前期準(zhǔn)備工作，它除了要考慮到利于種植林木植物的林業(yè)生產(chǎn)需求以外，更重要的就是林間防火布局。首先就是森林立地的選擇與改造，從預(yù)防火災(zāi)的角度上來看，森林立地時應(yīng)當(dāng)盡可能地考慮到森林放坡坡度、坡位以及小地形設(shè)置等因素。森林火災(zāi)中由山下向山上蔓延的火勢擴張速度較快，稱為沖火；而反之由山上向山下蔓延的火勢擴張速度較慢，稱為坐火。所以在造林設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)將山下防火視為重中之重，根據(jù)林地的常年自然風(fēng)向情況，合理設(shè)置林區(qū)，易燃的喬木灌木以及經(jīng)濟作物應(yīng)當(dāng)盡量選擇在海拔位置較高的背風(fēng)山坡上進行集中種植，而具有一定阻燃性狀的植物，或者含水量較高的藤蔓植物則應(yīng)當(dāng)選擇在山下沖風(fēng)位置種植。

另一方面，在造林設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)充分考慮到隔離帶的設(shè)置問題，需要集中種植預(yù)防品種退化的常綠喬木，如寒帶針葉林等，應(yīng)當(dāng)在每隔150～200m分段處設(shè)置一道不小于30～50m寬的林間消防通道。在林間消防通道左右兩側(cè)應(yīng)當(dāng)多種植一些耐火性較強的樹種，并由專門的林業(yè)員負(fù)責(zé)定期巡視清理消防走道處的植被與雜物，時刻保持林間消防通道暢通。從以往的森林火災(zāi)事故中汲取經(jīng)驗，森林中最有可能成為火勢源頭的位置就是林地邊緣雜草叢生的位置，所以必須要重點對森林邊緣地帶的造林設(shè)計進行消防規(guī)劃。此外，在造林設(shè)計時，考慮到林地后期投產(chǎn)的灌溉養(yǎng)護問題，應(yīng)當(dāng)在林間合適的位置設(shè)置好灌溉取水用水點，而這些水源分布點也可以在發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)時成為一線處置地點與隔離帶，所以在修建灌溉排水系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)參照地方消防標(biāo)準(zhǔn)，每150m或200m處分設(shè)一處室外消防栓與消防管道，作為森林火災(zāi)發(fā)生時就近便捷取用的滅火器材。多數(shù)林木品種的耐旱耐澇性能都比較強，所以即使不在樹木的灌溉期，林間也應(yīng)當(dāng)利用霧化噴淋裝置每3日至少進行一次全范圍霧噴灌溉，不僅利于林木葉片茂密生長，也可以大幅度提高林間濕度，徹底消除森林火災(zāi)的失火條件。

3.2 防火樹種選擇

從營林技術(shù)應(yīng)用上來分析森林消防工作部署，就是要在經(jīng)濟樹種以及防火樹種之間的種植比例上做到配置均衡。通常情況下人工造林工程防火樹種與經(jīng)濟樹種的種植面積比例應(yīng)當(dāng)為7：3，改造過的自然林原樹種與防火樹種的種植面積比例應(yīng)當(dāng)為7.6：2.4。防火樹種顧名思義，就是指枝干、根系或果實等部位具有阻火、隔火特性樹木植物品種，包括有耐火植物、阻火植物、隔火防火植物等，耐火植物是指本身雖然具有可燃物的有機成分，但由于特殊的外表結(jié)構(gòu)或者分泌成分，導(dǎo)致燃燒蔓延效果不佳的植物，像青楊、加楊、旱柳、火炬樹等，如圖1為利用火炬樹的耐火效果建設(shè)防火隔離帶的例圖；阻火植物是指本身枝葉茂密，葉片枝條的含水量較大且樹木枝干的含油脂率較低，不易燃燒的植物，如女貞木、木荷、冬青等紅葉樹林中常見的林木；防火樹種是指枝干韌性較差，砍伐難度較低，且種植密度往往較低的作物，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，防火樹種通常都被第一時間砍伐去除形成人工隔離帶，避免火勢蔓延至防火林后面的森林，且通常被作為防火林的作物，還應(yīng)當(dāng)具備郁閉性較強，生長迅速、與上層林木種類相適應(yīng)的特點，如一些常綠闊葉林。在林區(qū)選擇防火樹種進行種植，不僅可以改善林間的品種均衡問題，使整體林區(qū)的抗病蟲害能力得到提升，還可以改善提高林間土壤的濕潤程度，使森林內(nèi)部的火災(zāi)隱患概率被大大降低。

圖1 火炬樹用作防火隔離帶實例

此外，部分林區(qū)通過修建半開放圈式或墻式的擋風(fēng)林作為阻火林木帶也是非常值得借鑒參考的做法。這種營林技術(shù)意在僅僅滿足林間樹冠通風(fēng)的需求，而使林冠下橫向的空氣流通空間變小，由于林間沿坡體方向的通風(fēng)較差，導(dǎo)致有點火源出現(xiàn)時，由于空氣流通量不滿足失火需求，火勢會在第一時間被合理控制。且這種修建擋風(fēng)林的營林技術(shù)策略，也能夠很好地避免經(jīng)濟樹種幼苗在強風(fēng)天氣下倒伏死亡的問題。但擋風(fēng)林的日常維護所花費的成本和人力，也明顯高于防火樹種的栽種養(yǎng)護。

3.3 降低林分密度

在造林工程中，種植樹種的樹冠郁閉是森林成長周期中最為重要的一個階段，尤其是幼樹在完成郁閉生長后，可以極大程度地提高自身在土壤環(huán)境中的生長競爭力，避免雜草爭搶養(yǎng)分，同時也可以提高幼樹的抗病害能力。但郁閉過早對于林區(qū)來說也有不良作用，一是幼樹過早郁閉會導(dǎo)致生長空間受限，樹冠與樹冠沖突就會引發(fā)種群內(nèi)的惡性競爭；二是幼樹郁閉過于茂密會影響樹冠通風(fēng)，導(dǎo)致林區(qū)過旱分化，影響樹木生長狀況；三是郁閉過快后，樹木樹冠部位會盤錯交結(jié)，給森林火災(zāi)帶來極大的可燃物堆積隱患。因此在人工造林工程實際中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)林區(qū)內(nèi)所選種植樹種的自然林業(yè)現(xiàn)狀，計算最合理的郁閉周期，既要避免郁閉過遲喪失成林可能；又要合理控制林分密度，避免樹冠成簇，爭搶養(yǎng)分的同時還帶來嚴(yán)重的森林火災(zāi)隱患。我國多數(shù)森林地區(qū)的種植樹種都為培育輪伐期較長，易于成林的大通徑木材樹種，這種林帶在林分密度上的要求更是如此，應(yīng)當(dāng)盡量避免樹與樹之間種植密度過緊的問題，以便單一的林木植株在土壤間具有更加充沛的營養(yǎng)生長空間。當(dāng)林間出現(xiàn)了郁閉過早的問題時，無論是出于經(jīng)濟種植目的，還是森林防火需求，都應(yīng)當(dāng)采取人為伐疏的方式來合理控制林地的林分密度，一方面要及時移除長勢不佳的弱小個體，另一方面還應(yīng)當(dāng)定期修建郁結(jié)期的林木樹冠，改善林間通風(fēng)光照條件的同時，避免林木樹冠錯結(jié)成為可燃物燃燒的物資基礎(chǔ)。

3.4 病蟲害防治與病株移除

從森林防火的角度上來分析，樹木由于生長不佳枯萎或者壞死時，枝干會大量失水，那么此時樹木在干枯脫水后，就會成為可燃性極佳的燃燒介質(zhì)，這對森林防火來說是十分不利的，因此在造林工程中利用營林技術(shù)來確保樹木成活率是十分必要的。確保樹木成活率，就意味著必須要在營林技術(shù)應(yīng)用中，將重點放在林區(qū)病蟲害防治工作上，避免森林林木因爆發(fā)病蟲害大面積壞死。林木病蟲害防 治主要是采用噴藥法，防治柳樹、刺槐、山楂以及細(xì)葉松樹的蚜蟲、金花蟲以及透翅蛾、蝽類等昆蟲時，可以在樹干距離地面2m以上部位可采用1000～1500倍花樂20%（氰戊.馬拉松）藥劑進行均勻噴霧，這種噴灑農(nóng)藥的防治效果通?？筛哌_(dá)95%以上，但在使用時應(yīng)當(dāng)控制好劑量，避免農(nóng)藥飄灑過量影響林間生態(tài)環(huán)境，致人畜中毒。

另一種藥物防治方法是注射法，它主要是用于防止天牛、柳癭蚊、松梢螟、竹象蟲等蛀害林木樹干部位的害蟲。在病蟲害高發(fā)多發(fā)季節(jié)，提前在樹木木質(zhì)軀干上開3～5個孔，每個孔不大于8mm，而后用獸用注射器抽取適量內(nèi)吸性農(nóng)藥如氧化樂果、殺蟲雙、甲胺磷等，緩緩?fù)迫胱⑸淇?，并纏繞護帶，使樹木獲得免疫害蟲的抗體。在藥劑用量選擇上應(yīng)當(dāng)視林木的生長發(fā)育時期而定，通常情況下幼樹每株注射1～1.5ml，成年林木每株2～4ml。

針對已經(jīng)遭受蟲害侵蝕的植株，出于經(jīng)濟成本考量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其害病后的生長表現(xiàn)，決定處置措施。若幼樹遭受蟲害后已經(jīng)出現(xiàn)葉片干枯轉(zhuǎn)黃、停止分葉發(fā)育的跡象，那么應(yīng)當(dāng)及時將這類病株鏟除后，做好林間補栽工作。而如果是成樹遭受蟲害后，仍然能夠保持生長特征，繼續(xù)分化枝葉，那么應(yīng)當(dāng)將后生長的病葉與害病部位的分枝一同伐除后，在主枝與樹干部位查找害病蟲蛀點位，而后配置殺蟲藥劑。殺蟲藥的制作方法是，把磷化鋅11%、阿拉伯膠58%、水31%配合，先把水和膠放入燒杯中，加熱到80℃左右，等膠溶化后再加入磷化鋅，拌勻后即可使用。而后將直徑不大于2mm的竹簽一頭均勻蘸滿藥液后，插入蟲蛀孔洞并用黃泥封死，毒殺鉆蛀害蟲，讓害病植株提早恢復(fù)健康生長狀況。

此外，在病蟲害季節(jié)伐除病株枝葉，以及秋季清理林間枯葉時，應(yīng)當(dāng)將清理的葉片、木質(zhì)與枝杈全部運輸遠(yuǎn)離茂密森林地帶后，再進行集中處理。若因林地面積過大導(dǎo)致清理工作難以運輸至林區(qū)以外的，應(yīng)當(dāng)先向當(dāng)?shù)厣窒啦块T報備后，采用工程方法開挖土方進行集中填埋，嚴(yán)禁在森林內(nèi)部焚荒處理。

4 結(jié)語

綜上所述，鑒于森林火災(zāi)的巨大危害性以及處置難度，森林消防歷來在林業(yè)部門都被當(dāng)作一項重點關(guān)注的工作內(nèi)容。而營林技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用措施，就是指既照顧到不同品種林木的優(yōu)質(zhì)自然生長條件，又要從林地設(shè)計、林間防火帶設(shè)置、林分密度調(diào)整以及林間成活率四個方面，根除斷絕森林內(nèi)的一切失火條件，集預(yù)防、規(guī)避、處置三個森林防火功能于一身，合理規(guī)劃森林種植養(yǎng)護建設(shè)。