木荷生物防火林带与杉木林可燃物数量比较研究

倪荣新，宋其岩，吴英俊，王军峰，杜国坚

（1. 浙江省丽水市林业技术推广总站，浙江 丽水 323000；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省遂昌县林业局，浙江 遂昌 323300；4. 浙江省丽水市林业科学研究院，浙江 丽水 323000）

木荷生物防火林带与杉木林可燃物数量比较研究

倪荣新1，宋其岩2*，吴英俊3，王军峰4，杜国坚2

（1. 浙江省丽水市林业技术推广总站，浙江 丽水 323000；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省遂昌县林业局，浙江 遂昌 323300；4. 浙江省丽水市林业科学研究院，浙江 丽水 323000）

对遂昌县木荷生物防火林带和杉木的生长情况、林下植被、可燃物、土壤含水率等进行调查研究。结果表明：1 h和10 h时滞可燃物干重木荷林带内地表分别为377、591 g/m2，杉木林地为541、810 g/m2，木荷林内可燃物仅为针叶林的70%左右；不同坡位的木荷林生长和防火能力有一定差异，总体上呈现随海拔升高，生长和防火性能下降的趋势；木荷防火林带的土壤水分含量较杉木林高1.4倍左右，木荷防火林林土壤含水率总体上也呈现随海拔升高而下降的趋势。

木荷；杉木；生物防火；地表可燃物

木荷（Schima superba）为山茶科常绿乔木，具有耐干旱、瘠薄，树冠浓密，叶厚革质，含水量多，含易燃脂少等特点，使其成为广泛应用的生物防火树种[1]。杉木（Cunninghamia lanceolata）是中国南方最重要的速生丰产树种，具有速生、丰产、材性好、用途广等优良特性，在我国人工林中具有重要的地位[2]。美国国家火险等级系统根据不同可燃物的失水速率差异，将死可燃物划分为1、10 h时滞等四个级别，其中，1h和10h时滞可燃物主要决定了林火的蔓延速度[3～5]。本研究主要针对木荷防火林带和杉木林，及不同立地条件下的木荷防火林带内不同时滞级别可燃物种类、数量等进行调查分析，旨在为浙江省主要林区县的木荷生物防火林带造林、抚育及林内易燃物管理等提供科学依据。

1 自然概况

调查样地位于浙江省遂昌县，118° 41′ ～ 119° 30′ E，28° 13′ ～ 28° 49′ N，属中亚热带湿润季风气候，全年平均气温16.8℃，年降水量1 510 mm，降水日数172 d，年太阳总辐射量101 kcal/cm2，年日照时数1 755 h，年无霜期251 d。

调查样地分别设在遂昌县牛头山林场和遂昌县黄坛源基地，调查时间为2013年11月。

2 研究方法

2.1 样地选择

调查样地选择生长较好的木荷生物防火林带，并在两侧及附近的杉木林内设对照样地。共调查样地数量 9个，其中遂昌县牛头山林场调查木荷防火林带3个、对照杉木林3个；遂昌县黄坛源基地调查不同立地条件的木荷防火林带3个。牛头山林场的木荷防火林带样地平均海拔1 005 m，杉木林样地平均海拔950 m，防火林带和杉木林均于1993年造林，防火带每年结合森林防火工作建设进行抚育。

2.2 调查内容

每个林地内设置1个400 m2的临时样方，在样方内调查乔木的种类、胸径、树高、枝下高、郁闭度等，并记录样地的海拔、坡度和坡向等。并采集土样测定土壤含水率。

每个样方内按对角线取4个4 m×4 m小样方，调查灌木的种类、株数、高度、盖度、茂盛度。在4 m×4 m的样方内选取4个1 m×1 m的小样方，调查草本和藤本的种类、多度（盖度）、平均高度等。

在样地对角线上机械设置5块50 cm×50 cm小样方，分别称取小样方内1 h时滞可燃物（凋落物层：直径小于0.5 cm的小枝、树叶、枯草）和10 h时滞可燃物（半分解层：直径为0.6 ～ 2.5 cm的小枝条）的重量。同时取样带回实验室测定林内地表可燃物的绝干含水率。

3 结果分析

3.1 木荷防火林带与杉木林地表可燃物分析

对木荷防火林带与杉木林生长情况调查结果（表 1）表明，木荷生物防火林带与其周边的杉木林种植密度基本相当，生长势较好，郁闭度较高。在平均树高、胸径等生长指标方面与杉木林存在较显著差距，其主要原因可能是杉木作为速生树种具有一定的优势。

表1 木荷防火林与杉木林的生长情况Table 1 Growth of S. superba and C. lanceolata stand

从表2可看出，木荷防火林带内可燃物总负荷量显著少于杉木林。木荷防火林1 h时滞易燃物干重为377 g/m2，含水率为46.4%；10 h时滞易燃物干重为591 g/m2，含水率为43.5%。而杉木林内枯枝落叶等易燃物明显较多，1 h时滞易燃物干重达541 g/m2，含水率为56.8%；10 h滞易燃物干重为810 g/m2，含水率为27.4%。木荷林带内易燃物的干重总和为968 g/m2，显著少于杉木林的易燃物干重总和1 351 g/m2，其中1 h时滞易燃物重量约少43.5%，10 h时滞易燃物重量约少37.1%。

表2 木荷防火林带与杉木林地表易燃物数量Table 2 Fuel load under S. superb and C. lanceolata stand

杉木林1 h时滞易燃物的含水率较木荷林高10个百分点，10 h时滞易燃物的含水率较木荷林低16个百分点，其可能原因为木荷防火林内通风效果较好，其表层易燃物水分散失较快，木荷林内生物多样性较丰富使下层易燃物的含水率能够保持较高水平。调查中发现：木荷防火林带生物多样性较高，林下植物种类较为丰富，主要有木荷、杜鹃（Rhododendron simsii）、格药柃（Eurya muricata）、山胡椒（Lindera glauca）、美丽胡枝子（Lespedeza Formosa）、菝葜（Smilax china）、芒萁（Dicranopteris dichotoma）等。杉木林内植物数量较少，种类较单一，主要为木莓（Rubus swinhoei）、鳞毛蕨（Dryopterts kaibuaensis）、狗脊（Woodwardia japonica）等。由此可见，杉木林内地表易燃物数量较大，同时下层易燃物含水率较低，相对容易发生森林火灾，引起火灾后的扑灭难度较大。因此，木荷生物防火林带较杉木林具有更强的防火、抗火能力。3.2 不同立地条件木荷防火林地表易燃物分析

本次调查沿山脊走向，对不同坡位的木荷生物防火林进行了调查，三个样地的平均海拔分别是284、353、426 m；样地区域的坡度15 ～ 25°。根据表3可知，不同立地条件对生物防火林带生长的影响较为明显。分布于山脚和中坡的木荷林生长较好，年均树高分别为7.5、7.7 m，平均胸径分别为11.8、9.5 cm；山脊位置的木荷生物防火林生长情况较差，平均树高为4.9 m，年均胸径为9.0 cm。

表3 不同坡位木荷防火林生长情况Table 3 Growth of S. superba stands at different slope positions

立地条件是林分生长的决定因素之一，直接影响林分生长速率等重要指标，从而影响到林分生长。调查表明，相同林龄的木荷防火林带，立地条件越好，林分生长情况越好。分布于山脚和中坡的木荷防火林平均树高是山脊部位的1.5倍左右，平均胸径分别是山脊部位的1.3和1.1倍；山脚和中坡的木荷防火林生长情况差异不明显，主要原因可能是海拔、坡度和土壤条件等变化不大。

从不同坡位的木荷林可燃物负荷量来看（表4），分布于山脚和中坡的木荷林带总量相近，分别是1 077 g/m2和1 113 g/m2，分布于山脊的木荷林带总量较少为782 g/m2，是前两者的70%左右，这与三者的生长情况基本相符。1 h时滞可燃物数量中坡最大，其次为山脚，山脊最小；10 h时滞易燃物数量是山脚最大、中坡其次，山脊最小。1 h时滞可燃物的含水率的变化趋势与其数量趋势相同；10 h时滞可燃物的含水率为山脚最高，山脊其次，中坡最低，但总体差距不大。可燃物湿度是森林火险预报和火行为预测的重要因素之一，同时也是体现防火林带防火抗火能力的重要指标之一。山脊部由于土壤相对瘠薄，海拔高风速大，植物种类少等因素，木荷防火林的生长和防火能力均受到一定影响。因此，今后应重点加强山脊位置的木荷生物防火林带的抚育经营管理，增强其对林火的抵抗能力。

表4 不同坡位木荷防火林地表易燃物数量Table 4 Fuel load under S. superba stands at different slope positions

3.3 土壤水分含量分析

土壤的水分含量很大程度上影响着植物的生长，同时也对林内枯落物的分解有重要作用，一定程度上土壤含水率也成为了木荷防火林带防火能力的决定因素之一[6]。

对不同林分土壤的含水量进行测定（表 5），木荷防火林带0 ～ 5 cm及5 ～ 10 cm土壤含水率均高于杉木林，均为杉木林土壤含水率的 1.4倍左右，其主要原因可能与木荷林内生物多样性较丰富，以及阔叶林蓄水保墒能力较高有关。

表5 木荷防火林与杉木林土壤含水率Table 5 Moisture content in the soil under S. superba and C. lanceolata stands

此外，表6对不同坡位的木荷生物防火林带的土壤含水量进行了调查对比，结果表明其林分内土壤含水量也存在一定差异。分布于山脚的林分内土壤含水量较大，分布于山脊的林分内土壤含水量较小。其主要原因可能与山体变化海拔升高等自然条件有关，同时可能也与木荷的生长旺盛程度有一定联系。故在生物防火林的营造过程中应加强对山脊部木荷林带加强抚育管理，通过人工措施增强其对林火的抵抗能力。

表6 不同坡位木荷防火林土壤含水率Table 6 Moisture content in the soil under S. superba stands at different slope positions

4 结论与讨论

（1）通过对遂昌县现有木荷生物防火林与杉木林防火特性的调查，结果表明：通常情况下木荷生物防火林带较杉木林，其林相层次结构和生物多样性复杂，林分保水性能强，林内1 h时滞可燃物和10 h时滞可燃物的含水率一般都保持较高，不易发生森林火灾，能够较好的起到控制、阻隔森林火灾的发生和蔓延，提高森林自身抗御火灾能力的作用。杉木林内，地表可燃物总负荷量相对较大，分布较疏松，保水能力差，较易发生森林火灾。

（2）通过对不同坡位木荷生物防火林带的调查分析，结果表明：分布于山脚、中坡的木荷林较山脊部具有一定的生长优势；由于生长势稍差，山脊部木荷林的1 h时滞可燃物和10 h时滞可燃物在数量上相对较少，但其含水率较低，防火性能相对较弱。

（3）木荷防火林带的土壤含水率较杉木林高，通常高1.4倍左右；不同坡位的木荷林之间其土壤含水率在存在一定差异，总体上呈现随海拔升高而降低的趋势。土壤含水率不仅影响植物生长，同时对林内可燃物的含水率及分解均有重要作用，故在一定程度上也影响到森林的防火能力。

（4）木荷具有树冠高大，厚革质叶片浓密，含水率高等优势[7]，是我国南方地区营造防火林带最理想树种之一[8]。今后，浙江省等南方地区营造木荷生物防火林带时，应注意选择立地条件较佳处营林，注意下部枯枝的修剪，适当增加混交树种，重视和加强山脊部木荷生物防火林带的抚育管理，通过综合性人工管理措施增强其对林火的抵抗能力。

（5）本次调查主要针对浙江西部林区县遂昌县的木荷生物防火林带取样调查研究，其防火抗火的长期效果，有待于下一步的深入调查和研究。

[1] 翁永发，柴雄，戴慈荣，等. 木荷生物防火林带与针叶林易燃物数量比较研究[J]. 浙江林业科技，2010，30（4）：62-65.

[2] 张国防，林文革. 杉木人工林地表易燃物含水率变化规律[J]. 福建林学院学报，2000，20（1）：76-78.

[3] Bradshaw L S, Deeming J E, Burgan R E, et al. The 1978 National Fire-Danger Rating System[EB/OL]. http∶//www.treesearch.fs.fed us/pubs/29615, 1984.

[4] 胡天宇，周广胜 ，贾丙瑞. 大兴安岭林区10小时时滞可燃物湿度的模拟[J]. 生态学报，2012，32（22）：6 954-6 990.

[5] 于宏洲，金森，邸雪颖. 以时为步长的塔河林业局白桦林地表死可燃物含水率预测方法[J]. 林业科学，2013，49（12）：108-113.

[6] 徐高福，余树全，赵洁，等. 木荷防火林带群落及其不同立地生长特性研究[J]. 福建林业科技，2009，36（3）：88-91.

[7] 周子贵，罗富裕，周雪长，等. 杨桐等23个乔灌木树种抗火性能的研究[J]. 浙江林业科技，1996，16（2）：16-23.

[8] 骆文坚，周志春，冯建民. 浙江省优良生物防火树种的选择和应用[J]. 浙江林业科技，2006，26（3）：54-57.

Comparison on Fuel Load under Schima superba and Cunninghamia lanceolata Stands

NI Rong-xin1，SONG Qi-yan2，WU Ying-jun3，WANG Jun-feng4，DU Guo-jian2
（1. Lishui Forestry Extension Station of Zhejiang, Lishui 323000, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 3. Suichang Forestry Bureau of Zhejiang, Suichang 323300, China; 4. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 323000, China）

∶Investigations were conducted on growth, understory vegetation, fuel load and soil moisture content under fire belt of Schima superba and Cunninghamia lanceolata plantation. The result demonstrated that mean dried weight of 1-hour and 10-hours timelag fuel in fire belt was 377g/m2and 591g/m2, while that in C. lanceolata plantation was 541 g/m2and 810 g/m2, indicating better fire-resistance of fire belt. The result also showed that the growth and fire prevention of fire belt decreased gradually with the increase of altitude. The mean soil water content of fire belt was around1.4 time of that of C. lanceolata plantation. Soil water content of fire belt decreased with the increase of altitude.

∶Schima superba; Cunninghamia lanceolata; biological fire belt; surface fuel

S762.3

A

1001-3776（2015）01-0045-04

2014-06-10；

2014-12-10

倪荣新（1965-），男，浙江绍兴人，高级工程师，从事森林培育研究；*通讯作者。