浅述森林可燃物燃烧性的研究进展

王 旭，周汝良

（西南林业大学，云南 昆明650224）

1 引言

森林可燃物燃烧性是指森林被引燃着火的难易程度以及着火后所表现的燃烧状态和燃烧速度的综合［1］。可燃物燃烧性的研究一般包括可燃物的含水率、可燃物载量、可燃物的化学性质。森林可燃物的燃烧性是森林火险评估的基础，也是制定营林防火措施的依据［2］。

2 可燃物物理性质的研究

2.1 可燃物含水率的研究

含水率是表示可燃物干湿程度的指标，是影响林火发生的重要因子。森林可燃物含水率是林火预测预报中重要指标之一。当可燃物含水率超过35%时，不燃；25%～35%时，难燃；17%～25%时，可燃；10%～16%时，易燃；小于10%时，极易燃。覃先林等（2001）研究了某林区的落叶松、白桦等树木的含水率，并建立了多种可燃物含水率与其相关因子的回归模型［3］。曲智林等（2010）通过微分方程理论推导，建立了可燃物含水率实时变化预测模型，统计了分析了单位时间内可燃物含水率的改变量与前一时刻气温、相对湿度和风速的关系，以及模型中影响因子的取值范围。结果表明：在温带针阔混交林区，3～4月份及多时无雨且高温在零度以上的情况下所建的模型是适用的，能够较准确地预测可燃物的含水率［4］。马丽芳等（2011）以黄栌叶、松针、草和细枯枝的含水率为因变量，土壤含水率、空气温度和相对湿度为自变量，利用相关分析和回归分析方法进行研究。结果表明：影响森林地表可燃物含水率变化最重要的因子是土壤含水率，其次是相对湿度，最后是空气温度。以土壤含水率和空气温湿度为预报因子建立的4种可燃物的含水率预测模型均通过了显著性检验，说明选择土壤含水率和空气温湿度作为森林地表可燃物含水率研究的预报因子较为合适［5］。

2.2 可燃物载量的研究

国外对森林可燃物载量的研究比国内要早，如Dubois［6］、Sprhak［7］、Harnby［8］等，对森林某个类型可燃物载量进行了探索性研究。Wiliam等（1980）研究了加利福利亚火灾后的常绿灌木丛、大果美洲茶纯林中的负荷量，得出了火烧后地上层总活载量是随着火烧后时间而逐渐的增加［9］。胡海清等（2005）对大兴安岭林区兴安落叶松林、樟子松林和白桦林3个可燃物类型的68块样地的郁闭度、胸径、树高、林龄等林分因子和地表可燃物（1h、10h、100h时滞可燃物和灌木）的载量进行了野外调查和室内实验分析与计算，对不同种类可燃物载量与林分因子进行回归分析，并建立了数学模型，利用林分因子来推算不同种类可燃物的载量［10］。胡海清等（2007）以针叶林为研究对象，利用TM遥感影像和林分因子，采用岭估计的方法，建立可燃物载量预测岭回归方程。同时用总相对误差、平均相对误差、平均相对误差绝对值、预估精度4个指标对模型进行了评价，预测效果较好［11］。吴志伟等（2011）依据1h、10h、100h时滞可燃物分类标准，对丰林自然保护区不同红松林群落类型内的地表死可燃物载量进行了对比分析，并利用DCCA排序法对其与环境因子的关系进行了定量分析。结果表明：椴树红松林内地表死可燃物载量最高，枫桦红松林内地表死可燃物载量最低；DCCA排序揭示了区域内死可燃物载量分布与海拔、树高、及枝下高等8个地形和林分因子的关系，其中海拔、坡度、树高和枝下高是影响可燃物载量的主要因子［12］。

3 可燃物化学性质研究

3.1 抽提物和灰分含量的研究

抽提物含量的多少是可燃物易燃性的重要指标。一般来说，针叶树的含脂量较高，阔叶树含脂量较少；树叶的含脂量较高，树枝含脂量较少；木本植物含脂量较高，草本植物含脂量较少。油脂含量和挥发油含量的计算公式如下：

灰分含量与可燃物的可燃性成反比关系，其含量越高，燃烧性能越差。森林可燃物中的粗灰分主要含于叶子和树皮中，通常叶子的含量较少，树皮含量稍高；木材中的灰分含量一般低于2%；禾本科可达12%。不同的树种和植物，灰分含量是不一样的。灰分含量的计算公式如下［13］：

骆介禹等（1992）对五种针叶树和六种阔叶树种样品的灰分含量、石油醚抽提物等进行了测定，其结果表明：兴安落叶松和柳树的可燃性最小［14］。云丽丽等（2001）对多种林型地被可燃物的灰分含量、抽提物和燃烧的蔓延速度等进行了研究，同时对森林地被可燃物的燃烧性能综合排序［15］。梁瀛等（2011）对天山中部林区9种主要树种的灰分及抽提物进行测定，利用多元统计方法和可燃性指数综合评价体系，对天山中部主要树种的变化特征进行综合评价。树种燃烧性大小依次为：方枝柏＞天山云杉＞黑果小檗＞山楂＞忍冬＞欧洲山杨＞山柳＞天山花楸＞宽刺蔷薇［16］。

3.2 可燃物热值的研究

不同的森林可燃物其热值也不同。一般来说14.7kJ／g以下为低热值，如大多数为地衣、苔藓、蕨类和草本植物；在14.7～18.8kJ／g之间为中热值，一般为阔叶树的枝、叶、木材等；18.8kJ／g以上为高热值，一般为针叶树的叶、枝、树皮、木材等［17］。杨成源等（1996）对多个树种，用GR～3500B微电脑热量计对薪材热值进行了研究。其结果为：滇中高原直干桉、赤桉、黑荆、圣诞等8种树种为优质薪材树种，每千克薪材的热值达18850kJ以上，与褐煤的热值相当，其次为大叶桉、蓝桉等9种树种，薪材热值在16750～18850kJ之间。干热河谷区赤桉、直干桉、巨桉等8种树种为优质薪材树种，其次为柠檬桉、银合欢、念珠相思等11种树种［18］。郭继勋等（2001）对东北草原的主要植物进行了热值研究，得出了高热值植物占总数的20%，中热值植物占58.18%，低热值植物占21.82%。结果表明：不同科植物全株和各器官平均热值存在较大差异，即使同属植物也存在一定差异。菊科、禾本科和豆科3大科植物全株平均热值无明显差异，但豆科植物根的热值明显高于禾本科和菊科根的热值［19］。

4 结语

通过对森林可燃物的燃烧性质的研究，可以有效地加强森林火险区域的划分，为森林防火提供更加科学的理论依据。森林可燃物是森林火灾的物质基础，要想做到防患于未然，就要把理论联系实践，因此对森林可燃物的燃烧性的研究具有很强的实际意义。

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