葉 彪，閆想想，王秋華，陳啟良，吳秋杰

(1.云南森林自然中心，云南 昆明 650224；2.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院， 云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室，云南 昆明 650224)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，人們對休閑旅游的需求越來越大，進入林區(qū)休閑娛樂的人數(shù)也逐年增加，野外火源管理難度增大。云南省近年來整體氣溫呈現(xiàn)上升趨勢，各類極端天氣增多，導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā)，這些現(xiàn)象間接或直接地加重了云南森林防火的形式，給森林防火工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。2015年云南昆明受極端天氣影響，遭遇了多年來最嚴重的冰雪災(zāi)害，昆明城區(qū)氣溫最低下降到-5℃。云南森林自然中心林區(qū)地處高海拔區(qū)域，冰雪災(zāi)害來襲時受災(zāi)更嚴重，林區(qū)內(nèi)許多植被被凍死凍傷，林內(nèi)可燃物劇增，其中銀荊防火林帶也受災(zāi)嚴重。因銀荊防火林帶具有良好的抗火性和耐火性特點，具有抑制和防止火災(zāi)蔓延的作用，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，防火林帶可減緩火勢的蔓延，從而為火災(zāi)的撲救爭取時間，減少火災(zāi)帶來的各項損失和危害，達到防火的目的。但受損后的銀荊林帶遇到森林火災(zāi)時，阻火效能如何亟待研究。

1 研究地概況

云南森林自然中心位于昆明市東北郊區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°43′～102°53′，北緯25°04′～25°11′，因地處低緯度高海拔地區(qū)，受季風(fēng)和海拔的影響，形成“夏無酷暑，冬無嚴寒，干濕分明”的北亞熱帶高原季風(fēng)氣候。林區(qū)分散不集中，由南向北涉及龍泉鎮(zhèn)，茨壩鎮(zhèn)和雙龍鄉(xiāng)等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共有園寶山、長蟲山及平頂山等7個營林區(qū)，林區(qū)四周遍布村落，道路錯綜復(fù)雜，周邊有許多休閑山莊、餐館、工廠企業(yè)以及各類大中專學(xué)校和中小學(xué)，還有各類風(fēng)景區(qū)。

云南森林自然中心林區(qū)總面積1 872.0 hm2，擁有豐富的森林資源，森林覆蓋率為89.33%，以人工林為主。喬木樹種主要有華山松(Pinusarmandii)、云南松(Pinusyunnanensis)、沖天柏(CupressusduclouxianaHichel)榿木(AlnuscremastogyneBurk)及其它闊葉樹等。灌木樹種主要有小鐵子(MyrsineafricanaLinn)、火棘(Pyracanthafortuneana(Maxim.) Li)、楊梅(Myricarubra(Lour.) S.et Zucc)等。草本植物主要有紫莖澤蘭(EupatoriumadenophoraSpreng)、野古草(ArundinellaanomalaSteud)、鬼針草(BidenspilosaL.)、蕨類等[1]。由于現(xiàn)有森林資源以人工針葉純林為主，天然林和針闊混交林比重較小，具有發(fā)生森林火災(zāi)、林業(yè)有害生物災(zāi)害等潛在危險[2]。

云南森林自然中心于1990年引種銀荊，其后幾年在云南森林自然中心發(fā)生過幾次火險，銀荊林帶均表現(xiàn)出良好的阻火效果。2002年開始營造銀荊生物防火林帶，面積170.5 hm2。中心結(jié)合林區(qū)地理環(huán)境和森林植被覆蓋情況，在之前開設(shè)的防火線上擴寬防火線，增加寬度20～30 m，同時在林區(qū)距離原有道路兩旁2 m處，各種植4行銀荊林，使林區(qū)內(nèi)形成封閉的林火隔離圈。

2 研究方法

通過查閱文獻資料，制定研究方案。于2018年6月和2019年2月開展外業(yè)調(diào)查：在受損銀荊林帶設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地(20 m×20 m)6塊，對樣地內(nèi)的林木進行每木檢尺并調(diào)查其成活與否。同時測定銀荊防火林帶生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性、受損率、受損規(guī)律、林下可燃物(高度、分布狀況、含水率、載量)。

在每個樣地內(nèi)采樣，帶回實驗室進行燃燒實驗。在受損銀荊防火林帶下從林帶邊緣向中心方向設(shè)置5個1 m×1 m的標(biāo)準(zhǔn)樣方，對每個樣方中的所有可燃物收集稱重、記錄樣方中可燃物的高度以及分布狀況，然后帶回實驗室后進行含水率測定、載量測算和可燃物水平燃燒實驗觀測，最后用Excel軟件處理數(shù)據(jù)并分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 銀荊生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性

銀荊(AcaciadealbataLink)又名圣誕樹，為豆科金合歡屬常綠喬木，是速生樹種，根系發(fā)達，具有根瘤菌，對土壤保持和改良具有重大意義，根部萌蘗及繁殖能力極強，適應(yīng)性強，防護效應(yīng)好，是優(yōu)良的防護樹種。銀荊為常綠樹種，花期在12月至次年3月，花期長，是很好的綠化樹種[4]。

銀荊林帶枯落物很少，再加上銀荊有很強的化感作用,林下灌木和草本也很少。銀荊能很好地適應(yīng)多火環(huán)境，火燒能夠促進種子萌發(fā)，因此銀荊林具有很好的阻火和防火效果，是很好的防火樹種。

營造生物防火林帶，可產(chǎn)生防火、阻火、隔火以及斷火的作用[5]，生物防火主要通過營造抗火植物帶，將集中連片的大面積易燃林分割成小面積林分，植物帶起到阻隔林火的作用，從而達到降低森林火災(zāi)危害的目的[6]。根據(jù)林區(qū)森林資源分布狀況和地形地貌，生物防火林帶的建設(shè)要因害設(shè)防，重點在跨區(qū)域、火災(zāi)頻發(fā)地區(qū)以及防范措施薄弱的地點設(shè)防[7]。

3.2 銀荊林帶受損率

外業(yè)調(diào)查銀荊總數(shù)152棵，經(jīng)統(tǒng)計分析，受損銀荊總數(shù)為100棵，銀荊防火林帶受損率為65.79%(表1，表2)。

表1 受損銀荊胸徑統(tǒng)計Tab.1 DBH statistics of damaged Acacia dealbata /cm

表2 成活銀荊胸徑統(tǒng)計

3.3 受損規(guī)律

由表1、表2可知，受損銀荊平均胸徑為19.21 cm，成活銀荊平均胸徑為17.98 cm，受損銀荊的平均胸徑大于成活銀荊的平均胸徑。如圖1所示，銀荊林帶受損的銀荊樹普遍比成活的銀荊樹大。

按照胸徑大小，將徑階小于等于10 cm的劃分為小喬木，徑階在12～22 cm的劃分為中喬木，徑階大于等于24 cm的劃分為大喬木。經(jīng)統(tǒng)計，受損銀荊小喬木數(shù)量為7棵，中喬木為63棵，大喬木為30棵。由圖2可知，受損銀荊小喬木占比為7%，中喬木為63%，大喬木為30%，可知受損銀荊樹大部分為中喬木，大喬木次之，小喬木最少。

圖1 銀荊平均胸徑對比圖

圖2 受損銀荊各類型比重

3.4 受損銀荊林下可燃物測定

云南森林自然中心銀荊防火林帶寬度約為20～30 m，在防火林帶中部對林下可燃物進行清理，被清理寬度約為15 m，對未清理過和清理過林下可燃物的防火林帶進行對比分析。

在未清理林下可燃物的防火林帶中，林下可燃物草本植物平均高度為85 cm，灌木平均高度為100 cm，這個高度在發(fā)生森林火災(zāi)時，可燃物能夠形成良好的過火通道，具備了火災(zāi)蔓延的可燃物高度條件。

表3 銀荊林下可燃物高度

對5個標(biāo)準(zhǔn)樣方里的所有可燃物進行分裝收集，現(xiàn)場稱量并記錄，把采集的可燃物帶回實驗室，將樣品整理后放入實驗室烘箱，以105℃烘干至恒重后，稱重并測定含水率(表4)。

表4 可燃物載量

由表4可知，未清理過的銀荊防火林帶林下可燃物平均絕對含水率為10.38%，單位面積內(nèi)的可燃物平均載量為0.80 kg/m2。

對5個未清理過的受損銀荊林帶的1 m×1 m樣方內(nèi)的可燃物樣本進行燃燒實驗發(fā)現(xiàn)：可燃物點著時間很快，為1 s、2 s；在無風(fēng)狀態(tài)下，火焰維持時間在100～511 s，燃燒很迅速；火焰最大高度為70～100 cm，火焰最高溫度為541℃～629℃，對其撲火滅火很危險；熱輻射強度為7.22～7.27 KW/m2，平均蔓延速度為1.27～1.79 cm/s，火勢蔓延迅速；燒損率分別為61.22%、65.38%、71.70%、65.85%、70.15%(表5)。林下可燃物的燃燒特性表明，未清理過林下可燃物的受損銀荊林帶無防火阻火功能，在發(fā)生火災(zāi)時林下可燃物能形成良好的過火通道，火勢能夠迅速蔓延，火焰高度也決定了火勢能順梯狀從地表火蔓延為樹冠火。

表5 銀荊林下可燃物燃燒特性

根據(jù)外業(yè)調(diào)查，清理過林下可燃物的防火林帶和未清理過的防火林帶形成了鮮明對比。清理過林下可燃物的銀荊防火林帶有以下特點：林下可燃物幾乎沒有，受損銀荊的根部還萌生出來新的枝條；受損銀荊倒木極少，大多數(shù)分散直立著；受損銀荊雖然樹皮裂開，但沒有掉落，用力拉扯也很難拉扯下來。由此可知，清理過林下可燃物的防火林帶林下很難形成過火通道，能有效地阻止林火蔓延。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

在云南森林自然中心林區(qū)內(nèi)，受損銀荊平均胸徑為19.21 cm，成活銀荊平均胸徑為17.98 cm，受損銀荊平均胸徑大于成活銀荊，這主要是由其生境決定，胸徑大的銀荊主要生長在山脊、山溝里，受到的冰雪影響大，而成活的銀荊主要生長在立地條件相對較差的地方，但受到冰雪影響小。在受損銀荊中，中喬木占比最大，為63%；大喬木次之，為30%；小喬木最少，僅為7%。不同地理位置的銀荊受損程度略有不同，銀荊防火林帶受損率為65.79%。

對未清理的林下可燃物研究可知，在發(fā)生火災(zāi)時林下可燃物能形成良好的過火通道，火勢能夠迅速蔓延，火焰高度也決定了火勢能順梯狀從地表火蔓延為樹冠火。因此，未清理過林下可燃物的受損銀荊林帶無防火阻火功能。清理過的銀荊防火林帶林下基本沒有可燃物，受損銀荊幾乎沒有倒木，樹皮裂開但都沒有掉落，有的受損銀荊從根部萌生出新的枝條。因此，清理過林下可燃物的銀荊防火林帶難以形成過火通道，能夠有效地阻止火勢的蔓延，在受損后仍具有一定的阻火效能。

4.2 討論

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的旅游及休閑意識也越來越強，越來越多的人進入林區(qū)踏青旅游，健身鍛煉，且活動地點大多聚集在旅游景點和郊外森林等環(huán)境優(yōu)美的地方，每年進入林區(qū)的人數(shù)成倍增加，但是人們對森林防火的關(guān)注還是很欠缺，導(dǎo)致野外火源管控難度大，火災(zāi)隱患日益嚴重。因此要大力加強森林防火宣傳，提高人民群眾防火意識，營造人人皆知防火的良好社會氛圍。

在森林防火工作中，防火基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要，生物防火林帶的營造是森林防火設(shè)施建設(shè)中的一項重要內(nèi)容。對于受損的生物防火林帶，要及時補種，選擇的防火林帶樹種應(yīng)具有較強的抗火能力、適應(yīng)性強、常綠、栽培容易、生長快等特性[8]。雨雪冰凍災(zāi)害增加了火災(zāi)引患，災(zāi)害木不及時清理，會成為很大的森林火災(zāi)隱患，為此需加大災(zāi)害木的清理力度，恢復(fù)并加強防火林帶和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立林火預(yù)警機制[9]。在云南氣候變化的背景下，森林防火工作也要跟上形勢變化，應(yīng)增加投入，引進高新技術(shù)，采取有效措施，提高昆明地區(qū)森林防火工作的效率[10]。