火炬树在鲁中南山区防火林带营造中的应用

孙天旭,张川红,王虎,刘璐,董德进

(1.山东省林业监测规划院,山东 济南250014;2.中国林业科学研究院林业研究所,国家林业局森林培育重点实验室,北京100091;3.山东药乡林场,山东 济南250014;4.泰安市林业局,山东 泰安271000)

森林火灾是林业的主要灾害之一,破坏性强,不可逆转,能够造成社会、经济和生态等多方面的损失,预防是最经济最有效的措施。2014年春季山东山地丘陵地区连续发生了几场森林大火,造成了经济、环境和生态等方面的严重损失,生物防火的研究应用迫在眉睫。科学选择防火树种,营建防火林带是预防和控制森林火灾、减少灾害损失的重要生物防火措施,可以起到事半功倍的效果。事实证明:一旦发生大面积火灾,为有效防止进一步蔓延,必须依靠防火隔离带的作用。

1 研究区域的环境概况

鲁中南山区海拔范围为100～1 600 m不等,年降水量为550～950 mm,夏季降水量占全年降水量的60% ～70% ,春、秋、冬三季多少雨干旱,林种单一,纯林较多,再加上山地丘陵地区地形比较复杂、立地条件较差,而其中包括侧柏等易燃树种,防火树种的选择难度较大,林区防火压力较大。

2 火炬树

2.1 生物学特性

火炬树(Rhus typhinaL.),又名加拿大盐肤木,系漆树科(Anacardiaceae)盐肤木属(RhusL.)植物,原产北美,中心分布区自加拿大东南部的魁北克省和安大略省向南延伸至美国的印第安纳州和艾奥华州以及乔治亚州,为40°～47°N。地理分布宽,生态幅度广,跨越寒温带、温带和亚热带。这一地区气温较低,属温带大陆性干旱与半干旱类型,火炬树多分布于开阔的沙土或砾质土上,生长良好。自然生长地海拔1 300～2 200 m,年降雨量800 mm以上,无霜期150 d以上。加拿大魁北克省的魁北克位于46°50′N,年均气温3.9℃,7月平均气温20～28℃,最高气温31℃,1月平均气温为0～-20℃,最低为-30.6℃。极端绝对气温年较差为62.3℃,无霜期为243 d。该地区年降水量1 000 mm,而魁北克以西的安大略省,降雨量仅有250～500 mm,由此看出火炬树具有很强的适应能力。火炬树是1959年中国科学院植物研究所北京植物园木本组由德国、罗马尼亚、苏联、捷克等国以种子交换形式引入的,经多年试验,于1974年向外推广[1]。在我国山东、河南及黄河以北各省有栽植。

2.2 防火价值

火炬树是优良的薪材树种之一,对其进行灌木状经营可获较高的薪材量。据相关资料报道,其热值为20 456 kJ kg-1,高于传统的刺槐(19 025 kJ kg-1),高于国家确定的优良薪材热值标准17 585 kJ kg-1[2],其枝叶含水率及热值接近于南方推广的防火树种木荷,使其有作为防火树种的可能。其萌生能力强,辐射范围广,可以阻滞林下杂草的生长,而且火炬树落叶层经过当年的风吹日晒雨淋作用,除叶柄外,大部分可以腐烂掉,这样在森林燃烧的三要素——空气(助燃物)、温度和可燃物中,缺少了可燃物,大大降低了可燃性,从而有效避免林火的发生[3]。

3 林带设计

3.1 布设区域

根据鲁中南山地丘陵区的地理、气候等情况,设计防火阻隔林带,可以设置在山脊、山背、鞍部、沟谷、山脚、林缘等地带,山脊两侧为主,带宽一般为20～30 m,山脊防火林带阻火作用最佳的主要原因之一是山脊上可以产生较强大的反向气流,这种反向气流能够随山体高度和坡度的增加而增加。因此,乔木防火带的近地层,应为透风结构,以便反向气流通行无阻。

3.2 规格设计

3.2.1 宽度设置 防火林带主带(一般呈东西走向,与防火期主风方向垂直)宽度应为50 m以上,副带(一般呈南北走向,与主带方向垂直)宽度应大于30 m;最低宽度一般应为被保护树高的1.5倍,还要根据设置方位、周围环境、设计功能以及被防护树种的生化特性等来确定。林带中间修好1.5 m左右的步道,既可以作为扑火时的安全通道,又能够方便林带管护。

3.2.2 密度设置 防火林带应与山路、防火林道、防火墙、人工防火线等地貌地物有机结合形成网格化结构,将面积很大的山林划分成若干块状结构。综合考虑林区树种组成情况、森林经营强度、火险等级等,来确定防火林带网格控制面积,一般为100～200 hm2,但是鲁中山区多以侧柏等易燃性树种为主,网格控制面积不宜过大,最好不超过50 hm2。

4 林带构建

4.1 育苗

3—4月将火炬树种子酸蚀90 min,热水(60～70℃)浸种72 h,每24 h换水1次,种皮膨胀后捞出混以2倍体积的湿沙,在15～20℃条件下催芽;待30% 左右的种子露白后,整好苗床、灌足底水即可播种;加强苗期管理,定期间苗、除草、浇水;1年生苗高达50～80 cm时可出圃造林。

4.2 建造技术

4.2.1 整地方式 按照林带设计进行整地,清除杂草、杂木,挖穴备栽。鲁中山区比较干旱,一般采用鱼鳞坑法,规格为长×宽×深:40 cm×40 cm×30 cm;株行距一般为2 m×2 m。

4.2.2 苗木栽植 为保证成活率和节约造林成本,可在雨季进行造林,若苗木较大,可采取截干措施,即保留根部往上30 cm树干即可。

4.2.3 抚育管理 火炬树苗木生长较快,一般3年即可郁闭,抚育管理较为简单,因其根蘖繁殖较快,要定期进行间伐、除杂,使林带保持一定的透风系数,一般为0.43～0.5,因为透风结构型的防火林带,能使火星在穿透林带时将其阻落,从而有效地避免林火的蔓延。

5 讨论

选择一个较好的防火树种,既要综合考虑生物学、生态学、生理生化等各方面的特性,又要经过长时间的应用观察和实际检验,是一个比较复杂的过程,应该坚持全面综合和注重实效的原则,在体现防火价值的同时,充分挖掘其生态价值和社会价值。

6 建议

作为外来树种,火炬树具备很多优点的同时存在许多不确定因素,如存在生物入侵风险等,在其品质尚未完全定性的前提下,为防患于未然,应该控制性地、预防性地进行使用。重点应用于能够发挥其防火特性且其他防火树种生长困难、生境条件差的如荒山荒坡等生境条件。在充分利用这一外来树种防火价值的同时,还应建立起火炬树对当地生态系统影响的监控和预警体系。

参考文献:

[1]陈佐忠,董保华,杨宗贵.北京地区火炬树的调查[J].林业资源管理,2006,2(1):54-58

[2]马松涛,刘广全,李文华,等.不同立地类型火炬树人工林生物量初步研究[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2003,31(6):36-38

[3]吴轶杰,李如鸿.一种值得推广的防火树种——火炬树[J].森林防火,1997(3):30