北京地区森林可燃物人工调控技术
2012-10-25王明玉舒立福姚树人
王明玉,舒立福,姚树人
(1.中国林科院环保所,北京 100091;2.南京森林警察学院,江苏 南京 210046)
森林可燃物是在一定地段上的所有可燃物质的组成。在不同地段上,可燃物种类不同、构成比例不同,森林燃烧也具有明显的差异性。不同树种,易燃程度不同;不同树种构成的森林,燃烧特性也不一样。可见,树种易燃性是评估林分燃烧性的基础。可燃物参数是描述可燃物状态的基本概念,通常用于森林火险等级系统火行为模型的基本输入因子。可燃物类型是一组易于识别的不同可燃物种类、形状、大小、排列或其他特征的可燃物要素组合。可燃物类型和地形、小气候条件一样是制定林火管理计划时需要考虑的最重要因子。综合考虑不同林分类型,不同林分条件,森林可燃物的负荷量及其分布特点有所不同,因此在进行调控时应因地制宜,选择合适的技术。
1 森林可燃物人工调控时间选择
根据北京地区森林林下植被特征、可燃物负荷量及其分布的研究,选择适合森林可燃物调控技术,主要包括修枝(包括绿修和干修)、割灌、枯落物的清理、林分密度的调整等。结合北京森林防火季节、时间以及林木生长时间规律,对森林可燃物进行调控的时间主要为10月份到第二年3月份之间,具体实施时间如表1所示。
整体看来,对森林可燃物进行调控的主要实施时间选择为森林防火季节,因为非防火季节为植物的生长季节,此时对乔木或灌木进行调控会对其生长产生不利影响。
2 森林可燃物人工调控技术措施
森林可燃物调控技术,主要包括修枝(包括绿修和干修)、割灌、枯落物的清理、林分密度的调整等。
表1 森林可燃物调控时间选择
2.1 修枝技术
修枝主要包括绿修和干修。绿修为活枝的修剪,一般在林木非生长季时进行,也就是深秋到第二年的早春,以免影响林木的生长。干修为死枝的修剪,理论上可在一年四季中任何一段时间进行,但考虑到防火季时,死枝的存留会增加林分的燃烧性,因此应在防火季时进行修剪,也就是初春到深秋进行。
修枝的高度一般选择1.5 m以下,除了考虑到树高、冠长等乔木自身的因素,也要考虑到林下植被特征,尤其是植被的生长高度、地表可燃物和梯状可燃物负荷量及其分布等。林下植被的生长是林木修枝的首要考虑因素,林下植被的高度影响整个林分的垂直郁闭。在调控时除了要降低林下植被的高度,更要增加林木的枝下高。地表可燃物、梯状可燃物的负荷量直接影响着地表火的强度,同时也影响了地表火的火焰高度,在易发生地表火的林分应适当增加修枝高度,来降低由地表火引发树冠火的可能性。侧柏死枝高较油松林要低,这是由于侧柏的耐阴性较强,自然整枝能力弱,死枝少;而油松自然整枝能力强,活枝高相对较高,虽林分未达到郁闭,但林木上存留一定的枯死枝,使林木的燃烧性增加。因此在进行修枝时,油松林和侧柏林的侧重点不同,侧柏林主要以绿修为主,增加其活枝高,破坏林分垂直连续性,而油松林则主要修枯死枝,减少林分的死可燃物,降低林分的燃烧性。
2.2 割灌技术
灌木和草本是地表可燃物主要组成部分,是林分内重要的活可燃物。根据调查结果,在低山区的针叶林中,草本的高度一般较低,因此灌木则是林分中梯度可燃物的主体。灌木的生物学特性对燃烧有着很大的影响,一般丛生的灌木在其燃烧时易形成较高的火焰,并且灌木基径的大小也会影响其燃烧强度。割灌的目的不仅仅要减少地表的活可燃物负荷量,更要降低其连续性,破坏其因自身生长而形成的水平分布连续性以及与乔木、草本之间的垂直分布连续性。
割灌要考虑林分的物种组成及分布格局。在减少可燃物负荷量时要尽量维持林分的生物多样性。林分因子、地形因子的不同,其林下植被的物种组成不同,每个物种的组成比例不同。割灌不仅要控制可燃物的量,也要控制物种的量。在易燃灌木所占比例较大的林分,应优先考虑割除灌木层的优势种,减少优势灌木,保留其余物种。割灌时可根据林分的地形条件进行带状割除或块状割除,其目的是要破坏其水平连续性。同时,根据高生长特点、依据林木生长特征考虑是否去除高生长良好的灌木及幼树,目的是减少梯状可燃物的存在,降低树冠火发生的可能性。
2.3 枯枝落叶清理技术
由于针叶林木理化性质,其针叶、小枝等脱落后不易分解,常年的积累易导致负荷量的显著增加,同时人工修枝抚育、割灌、采伐等留下的残余物等也增加了地表死可燃物的负荷量。针叶林中枯落物负荷量的变化与总可燃物负荷量的变化密切相关。死可燃物是林分中最易燃烧的可燃物,枯落物的积累是森林防火的隐患,对于枯落物分解较慢的林分,尤其是油松林要加强枯落物的清理,减少其负荷量。清理后的枯落物移除到林外,可以做其他用途,也可进行堆烧,但要注意选择空旷地区进行,以免出现跑火问题。同时要注意的是,并不是林分内所有枯落物都要清除到林分外,要根据情况进行带状清理或块状清理,只需破坏可燃物连续性即可。对于枯落物分解较快的林分,也可以采用平铺法,将较大的枯枝移除,将落叶及小枯枝平铺在林内,使其林分能更好地进行养分的循环利用。
在清理枯落物时,尤其在坡度较缓的地区,可以适当进行整地,在调节土壤结构的同时,也调节了土壤的温度、湿度,从而影响土壤微生物的活动,可以促进枯落物的分解,同时,无需将枯落物移除到林分外,也破坏了地表死可燃物的水平连续性。而在坡度较陡的地区则不能采取整地的措施,否则将会引起水土的流失。对于枯落物的整理要注意树干基部的可燃物清理,大量的枯落物,会在火灾发生时增加其过火时间,提高火强度,高温度使树皮的形成层和树皮组织局部死亡,同时导致根茎灼伤。在坡度较大的山区进行带状造林,为防止其水土流失,树干基部会留有坑地,在坑地外围进行清理,可以破坏枯落物的水平分布连续性,而坑地内则无需进行处理,在坑地内留有少量的落叶,以保证养分的循环利用。林分内的枯落物同样受林分因子的影响,林分条件的不同,林内枯落物组成及负荷量不同。根据林分因子来调整枯落物清理强度可以有效地节省人力、物力。
2.4 林分密度调整技术
林分密度的调整是为了调节林分的郁闭度,改善林内小环境,包括疏伐及补植。
(1)疏伐。部分中幼林种植的密度极高,林木生长不良,胸径较小,出现丛生及分枝现象,对于这样的林分可以进行适当的疏伐。把有限资源集中到优良个体上去。与此同时进行卫生伐,伐除林内的枯立木。枯立木也是林分内空中可燃物的重要组成部分,其含水率低,负荷量大,易引发树冠火。在林场的低山林区内,大部分的枯立木径级较小,因此应将其全部伐除。据相关性分析结果,林分密度、郁闭度对林下植被的生长及负荷量有着一定的影响,因此在疏伐时要调整好林分的密度及郁闭度,综合考虑疏伐对林下植被的影响。
(2)补植。在某些林分,偶尔会出现1~2个林窗,林窗的产生改变了林内的小气候,使林内的光照增加、温度升高,为灌木、草本的生长创造了良好的环境,促进林下植被的生长,增加其负荷量。因此应对林窗下的灌木进行全部清理,补植乡土阔叶树种,改变林分的树种组成、分布格局等,从而改变森林燃烧性。
3 结束语
综合考虑不同林分类型,不同林分条件,森林可燃物的负荷量及其分布特点有所不同,因此在进行调控时应因地制宜,选择合适的技术。结合北京森林防火季节、时间以及林木生长时间规律,对森林可燃物进行调控的时间主要为10月份到第二年3月份之间,根据林下植被特征、可燃物负荷量及其分布的研究,选择适合森林可燃物调控技术,主要包括修枝(包括绿修和干修)、割灌、枯落物的清理、林分密度的调整等。修枝的高度一般选择1.5米以下,割灌时可根据林分的地形条件进行带状割除或块状割除,根据高生长特点、依据林木生长特征考虑是否去除高生长良好的灌木及幼树,降低树冠火发生的可能性。林分密度的调整是为了调节林分的郁闭度,改善林内小环境,包括疏伐及补植。
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