山脊生物防火林帶樹種選擇與營造技術(shù)研究

楊開繁

（福建省龍巖市永定區(qū)林業(yè)局西溪鄉(xiāng)林業(yè)站，福建 龍巖 364200）

生物防火林帶工程建設(shè)是阻隔林火蔓延，實(shí)現(xiàn)阻隔林火網(wǎng)絡(luò)化，有效控制大面積林火發(fā)生的科學(xué)舉措。山脊生物防火林帶是指在林地或林分中，擬開設(shè)在山脊線或山脊線附近，起到阻隔山火蔓延作用和實(shí)施以火攻火戰(zhàn)術(shù)依托作用的生物防火林帶。龍巖全市7個(gè)縣（市、區(qū)）均被列為國家級(jí)重點(diǎn)森林火險(xiǎn)縣級(jí)單位。永定區(qū)實(shí)現(xiàn)“滅荒”之后，林分結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，目前易燃性大的馬尾松、杉木為主的針葉林面積所占比例為42.0%，森林火險(xiǎn)程度處于歷史以來最高峰時(shí)期。近年來，以封為主，人促結(jié)合生態(tài)修復(fù)措施的實(shí)施，使林生態(tài)得到有效的恢復(fù)，林下可燃物不斷增加，森林火災(zāi)呈上升趨勢(shì)。為切實(shí)增強(qiáng)永定區(qū)森林火災(zāi)的治理能力，提高防控成效，保障森林資源安全，營造生物防火林帶已成為當(dāng)務(wù)之急。本文以永定區(qū)西溪鄉(xiāng)山脊生物防火林帶為研究對(duì)象，開展山脊生物防火林帶樹種選擇與營造技術(shù)研究，結(jié)果表明：樹種選擇是影響山脊生物防火林帶造林成活保存率和幼樹生長的關(guān)鍵技術(shù)。5種生物防火樹種造林保存率為木荷＞米老排＞火力楠＞楊梅＞油茶。不同坡位（段）造林保存率差異不顯著，各樹種之間造林保存率存在極顯著差異。綜合造林保存率，樹高、胸（地）徑、冠幅生長量，丘陵地帶營造山脊生物防火林帶的最適宜樹種為木荷、米老排、楊梅；油茶、火力楠適宜山脊下部；火力楠最不適宜山脊上部。因此，選擇木荷、米老排、楊梅營造山脊生物防火林帶，可以提高生物防火林帶建設(shè)質(zhì)量和森林火災(zāi)的防控成效。

1 研究區(qū)概況

永定區(qū)位于福建省西南部，博平嶺山脈西麓，地理位置位于北緯24°23′～25°06′，東經(jīng)116°25′～117°05′。地處北回歸線北側(cè)、中亞熱帶向南亞熱帶過渡地段，屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫20.1℃，無霜期年平均305d，年平均日照時(shí)數(shù)1742.8h，年平均降水量1606.9mm，得天獨(dú)厚的地理自然條件形成了豐富的生物資源。永定區(qū)林地面積17.33萬hm，以馬尾松和杉木為主針葉林的面積 7.27萬hm，占林地面積42.0%。西溪鄉(xiāng)林地面積 4.2萬，馬尾松和杉木為主的針葉林面積0.14萬hm，占林地面積50%。森林防火特別是營造生物防火林帶尤為重要。永定區(qū)現(xiàn)有762km，其中營造木荷521 km、米老排170 km、油茶68 km、楊梅3 km。永定西溪鄉(xiāng)現(xiàn)有生物防火林帶18km其中木荷10km、油茶3 km、楊梅 1.5 km、米老排2.0 km、火力楠1.5。

2 材料與方法

2.1 材料

永定區(qū)西溪鄉(xiāng)許坑里、老虎坑山場(chǎng)，根據(jù)2016年二類調(diào)查資料，涉及禮田村011林班04大班050、080、090小班；撫全村013林班01大班050、250小班。共涉及2個(gè)村2個(gè)林班2個(gè)大班5個(gè)小班，總面積17.73hm。規(guī)劃新建生物防火示范林帶1.7km，林帶面積2.55hm。防火林帶山場(chǎng)地形地貌屬海拔210～490m的丘陵地帶，山脊坡度7°～21°，土層厚度土大于110cm、腐殖質(zhì)厚度9cm，立地質(zhì)量等級(jí)II級(jí)，土壤為紅壤。各樹種建設(shè)規(guī)模詳見表1。

表1 生物防火林帶各樹種建設(shè)規(guī)模統(tǒng)計(jì)表 單位：km、畝

選擇木荷、米老排、火力楠、楊梅、油茶等5種防火林帶樹種。林帶寬度（水平）要求15～20m，相對(duì)連續(xù)長度1km以上。生物防火林帶各樹種特性及苗木品質(zhì)指標(biāo)（表2）。

表2 生物防火林帶樹種特性及苗木品質(zhì)指標(biāo)表

2.2 方法

（1）林地清理：保留原有植被中具有防火能力的闊葉樹及其幼樹、幼苗，伐除杉木、馬尾松等針葉樹種，全面劈除林帶內(nèi)芒萁、五節(jié)芒等雜草。

（2）整地：采用塊狀整地或帶狀整地。大田苗植穴規(guī)格60cm×40cm×40cm，容器苗植穴規(guī)格50cm×40cm×30cm。下基肥，回表土。機(jī)械作業(yè)要求在坡度≤25°時(shí)進(jìn)行。

（3）栽植：要求深栽、舒根、栽直、踩緊、培土成饅頭型。

（4）幼林撫育：造林后連續(xù)撫育3年5次，造林當(dāng)年1次，第2年后每年2次，宜在4月～6月及8月～10月進(jìn)行。鋤草并拉溝施肥（復(fù)合肥25g/株），第2、3年的5月鋤草劈雜、10月鋤草劈雜并拉溝施肥。

（5）補(bǔ)植：造林成活率低于85%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)植，連續(xù)補(bǔ)植2年。

（6）森林保護(hù)：郁閉后進(jìn)入林帶的管護(hù)階段，防止人畜破壞，定時(shí)清理林帶內(nèi)枯枝落葉，及時(shí)防治病蟲害，確保防火林帶的正常生長。

生物防火林帶樹種與營造模式設(shè)計(jì)表3。

表3 生物防火林帶樹種與營造模式設(shè)計(jì)表

2.2 樣地設(shè)置與調(diào)查

以山脊下部（海拔帶210～300m）、山脊中部（海拔帶300～400m）、山脊上部（海拔帶400～490m）3個(gè)坡段的各樹種生物防火林帶內(nèi)分別隨機(jī)設(shè)置3個(gè)樣帶段（皮尺量距）進(jìn)行因子調(diào)查，共設(shè)置面積為300m（20m×15m）的樣地15塊。造林當(dāng)年12月，調(diào)查造林成活率；2021年12月，在布設(shè)的樣地內(nèi)采用游標(biāo)卡尺和鋼卷尺對(duì)林木進(jìn)行每木調(diào)查，記錄株數(shù)、樹高、地徑和冠幅，同時(shí)進(jìn)行H≥ 1.3m的林木胸徑調(diào)查。

2.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003統(tǒng)計(jì)和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同坡位（段）生物防火林帶的各樹種造林保存情況

從表4中可見，不同坡位（段）生物防火林帶的各樹種造林保存率排序山脊下部（95.4%）＞山脊中部（94.6%）＞山脊上部（92.8%），并隨海拔的增加而降低，火力楠山脊上部最低85.0%。按樹種排序?yàn)槟竞桑?9.6%）＞米老排（96.4%）＞火力楠（91.9%）＞楊梅（91.1%）＞油茶（89.8%）。這與坡位上部的土層薄蓄水能力較差，土壤水分含量低，以及不同樹種特性有關(guān)。方差分析表明，山脊生物防火林帶不同坡位（段）造林保存率差異不顯著，各樹種之間造林保存率存在極顯著差異（表5）。

表4 生物防火林帶樹種造林保存率情況

表5 造林保存率方差分析表

3.2 造林3年樹高生長情況

從圖表6可以看出，山脊生物防火林帶造林3年各樹種樹高生長，不同坡位排序?yàn)樯郊瓜虏浚ê０螏?10～300m）＞山脊中部（海拔帶300～400m）＞山脊上部（海拔帶400～490m），各樹種排序?yàn)槟竞桑久桌吓牛净鹆﹂緱蠲罚居筒?。山脊下部（海拔?10～300m）木荷4.0 m最高分別是米老排3.3 m、火力楠2.8m的1.2、1.4倍；山脊中部（海拔帶300～400m）木荷3.6 m最高，分別是米老排3.3m、火力楠1.6m的1.1、2.25倍；山脊上部（海拔帶400～490m）木荷3.6 m最高，分別是米老排3.2 m、火力楠1.2m的1.1、3倍。對(duì)于楊梅、油茶作為山脊生物防火林帶的兩種小喬木或灌木能在山脊上生長，相對(duì)前3個(gè)喬木樹種生長量較低，楊梅、油茶山脊下部（海拔帶210～300m）樹高分別為1.6 m、 1.2 m；山脊中部（海拔帶300～400m）樹高分別為 1.3 m、1.0m；山脊上部（海拔帶400～490m）樹高分別為1.0 m、0.8m，楊梅、油茶二樹種不同坡位（段）的樹高差距不明顯，選擇這兩個(gè)樹種是為了能達(dá)到防火又有經(jīng)濟(jì)收入，其樹高不可與喬木樹種相比較。

3.3 造林3年胸（地）徑生長情況

從圖表7可以看出，山脊生物防火林帶造林3年各樹種胸（地）徑生長，不同坡位排序?yàn)樯郊瓜虏浚ê０螏?10～300m）＞山脊中部（海拔帶300～400m）＞山脊上部（海拔帶400～490m），喬木各樹種排序?yàn)槟竞桑久桌吓牛净鹆﹂?。山脊下部（海拔?10～300m）木荷3.0 m最高分別是米老排2.8 m、火力楠2.8m的1.05、1.05倍；山脊中部（海拔帶300～400m）木荷2.9 m最高，分別是米老排2.7 m、火力楠1.8m的1.07、1.61倍；山脊上部（海拔帶400～490m）木荷2.8m最高，分別是米老排2.6 m、火力楠1.6m的1.08、1.75倍。對(duì)于楊梅、油茶作為山脊生物防火林帶的兩種小喬木或灌木能在山脊上生長，相對(duì)前3個(gè)喬木樹種生長量較低，楊梅、油茶山脊下部（海拔帶210～300m）地徑分別為1.6 m、 1.5 m；山脊中部（海拔帶300～400m）地徑分別為1.6 m、1.5m；山脊上部（海拔帶400～490m）地徑分別為1.4 m、1.4m，油茶二樹種不同坡位（段）的地徑差距不明顯，同樣也是為了能達(dá)到防火又有經(jīng)濟(jì)收入，不可與喬木樹種相比較。

3.4 造林3年冠幅生長情況

從圖表8可以看出，山脊生物防火林帶造林3年各樹種冠幅生長，不同坡位排序?yàn)樯郊瓜虏浚ê０螏?10～300m）＞山脊中部（海拔帶300～400m）＞山脊上部（海拔帶400～490m），喬木各樹種排序?yàn)槟竞桑久桌吓牛净鹆﹂?。山脊下部（海拔?10～300m）木荷1.0 m最高分別是米老排0.8 m、火力楠0.5m的1.25、2.0倍；山脊中部（海拔帶300～400m）木荷0.95 m最高，分別是米老排0.7 m、火力楠0.6m的1.36、1.58倍；山脊上部（海拔帶400～490m）木荷0.9m最高，分別是米老排 0.7 m、火力楠0.6m的1.29、1.8倍。對(duì)于楊梅、油茶作為山脊生物防火林帶的兩種小喬木或灌木能在山脊上生長，楊梅、油茶不同坡位（段）的冠幅差距不明顯，但是目的是能達(dá)到防火又有經(jīng)濟(jì)收入。

4 結(jié)論與探討

（1）山脊生物防火林帶是指在林地或林分中，擬開設(shè)在山脊線或山脊線附近，起到阻隔山火蔓延作用和實(shí)施以火攻火戰(zhàn)術(shù)依托作用的生物防火林帶。永定區(qū)目前易燃性大的馬尾松、杉木為主的針葉林面積所占比例為42.0%，森林火險(xiǎn)程度處于歷史以來最高峰時(shí)期。近年來，以封為主，人促結(jié)合生態(tài)修復(fù)措施的實(shí)施，使林生態(tài)得到有效的恢復(fù)，林下可燃物不斷增加，森林火災(zāi)呈上升趨勢(shì)。在丘陵地帶營造山脊生物防火林帶，對(duì)增強(qiáng)永定區(qū)森林火災(zāi)的治理能力，提高防控成效，保障森林資源安全，把消費(fèi)勞力的防火線改建為生產(chǎn)性的防火林帶具有重要意義。

（2）以永定區(qū)西溪鄉(xiāng)生物防火林帶為研究對(duì)象，開展山脊生物防火林帶樹種選擇與營造技術(shù)研究，結(jié)果表明：樹種選擇是影響山脊生物防火林帶造林成活保存率和幼樹生長的關(guān)鍵技術(shù)。5種山脊生物防火樹種造林保存率均表現(xiàn)為木荷＞米老排＞火力楠＞楊梅＞油茶。不同坡位（段）造林保存率差異不顯著，各樹種之間造林保存率存在極顯著差異。綜合造林保存率，樹高、胸（地）徑、冠幅生長量，丘陵地帶營造山脊生物防火林帶的最適宜樹種為木荷、米老排、楊梅；油茶、火力楠適宜山脊下部；火力楠最不適宜山脊上部。因此，選擇木荷、米老排、楊梅營造山脊生物防火林帶，可以提高生物防火林帶建設(shè)和森林火災(zāi)的防控成效。其他樹種的適應(yīng)性、混交造林等有待今后項(xiàng)目實(shí)施開展研究。

（3）本文對(duì)山脊生物防火林帶樹種選擇與營造技術(shù)展開研究，按照“總體規(guī)劃、因害設(shè)防、集中連片、突出重點(diǎn)”的原則，建議實(shí)施項(xiàng)目時(shí)，選擇以下區(qū)域?yàn)榻ㄔO(shè)地點(diǎn)：一是農(nóng)事人員活動(dòng)頻繁的山腳田邊、山脊及墳?zāi)辜袇^(qū)等森林火災(zāi)多發(fā)易發(fā)地段，按照防火效能與經(jīng)濟(jì)效益兼顧的原則，營造常綠、抗火、速生的生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防火林帶，如楊梅、油茶；二是重點(diǎn)生態(tài)公益林、針葉樹集中區(qū)外圍等部位；三是高速公路、主要交通干道兩邊和城鎮(zhèn)周邊一重山；四是實(shí)施人工造林更新的集中連片的新造林地。為了更加符合當(dāng)?shù)貙?shí)際，建議在其他林緣（含山腳、農(nóng)林地交界邊緣等）、林內(nèi)（電力），林帶寬度設(shè)置為20m，以增強(qiáng)阻隔山火蔓延作用。

（4）施肥能有效促進(jìn)林木生長，特別能提高山脊生物防火林帶建設(shè)質(zhì)量，有待進(jìn)一步試驗(yàn)。