吉林省森林地被可燃物载量研究

章 林，侯丽伟，周 勇，陈立新，姚旭东，张大明，孙景花

（1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.吉林市船营区林业畜牧局，吉林 吉林 132012；3.吉林省森林防火预警监测指挥中心，吉林 长春 130031）

吉林省森林地被可燃物载量研究

章 林1，侯丽伟1，周 勇1，陈立新2，姚旭东1，张大明3，孙景花1

（1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.吉林市船营区林业畜牧局，吉林 吉林 132012；3.吉林省森林防火预警监测指挥中心，吉林 长春 130031）

对吉林省森林地被可燃物载量进行了调查研究。结果表明：①吉林省森林地被可燃物总量为8468.4万t，森林地被可燃物总量最多地区为延边州3444.1万t，最少地区为松原市126.4万t；②吉林省地被可燃物载量为10.3 t/hm2，地被可燃物载量最高的地区为长白山管委会11.3 t/hm2，较低的地区为松原市6.8 t/hm2与白城市6.9 t/hm2；③吉林省人工林、天然林地被可燃物载量分别为10.92 t/hm2和11.08 t/hm2；④通过各森林类型1 h时滞可燃物载量和地被总可燃物载量的聚类分析，可将34个森林类型地被可燃物划分为5类。

森林类型；地被可燃物；载量；吉林省；聚类分析

吉林省是我国重点国有林区，截止到2016年11月30日秋季森林防火期结束，实现了连续36年无重大森林火灾，主要是森林资源得到有效保护。同时实现森林面积和森林蓄积“双增长”[1]。为了更准确地研判吉林省各地森林火险形势，有效预防和控制重大、特别重大森林火灾发生，我们于2014-2015年对吉林省森林地被可燃物载量进行了调查研究。

表1 各林业局辖区标准地设置情况

1 研究方法

1.1 标准地设置与调查

按照吉林省森林火险区划及可燃物分布状况，在全省范围内选择43个具有代表性的标准地。各林业局辖区标准地设置情况详见表1。

在被选单位选取森林面积分布的总面积在5 hm2以上的各森林类型为对象，在其典型林分内设置标准地，标准地设置大小为20 m×30 m。

在标准地内一条对角线上机械设置5块小样方，灌木层样方规格为4 m×4 m、草本层样方规格为2 m×2 m、地表枯枝落叶层样方规格为1 m×1 m[2]，在小样方内采集1 h、10 h、100 h时滞及灌木的可燃物并称重，并将所有采集样品分别装袋、标记、带回。

1.2 森林地被可燃物载量测算

将采集带回的样品放入立式鼓风干燥箱下105℃连续烘干至恒重，称绝干质量，计算出每个样方内不同种类可燃物的含水率。

可燃物含水率=（样品鲜重-样品干重）/样品干重×100%

根据小样方内含水率，推算出1 h、10 h、100 h时滞及灌木的单位面积载量，然后根据各地区各森林类型面积，计算各地区各森林类型可燃物载量、各地区森林地被可燃物总量及全省森林地被可燃物总量。

1.3 森林地被可燃物类型划分

使用SPSS19.0软件中层次聚类法（Hierarchical Clustering）[3]，将各森林类型的1 h时滞地被可燃物载量和地表总可燃物载量进行聚类，根据聚类结果，对森林地被可燃物类型进行划分。

表2 吉林省天然林森林类型及分布

表3 吉林省人工林森林类型及分布

2 结果分析

2.1 森林类型及可燃物种类组成

通过外业调查和相关森林资源调查资料整理与统计，本文将吉林省森林划分为17个类型，包括红松林、云杉林、樟子松林、落叶松林、臭松林、其他针叶林、胡桃楸林、黄波罗林、椴树林、柞树林、白桦林、杨树林、其他阔叶林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林和黑松林。上述每个森林类型又分为天然林和人工林。详见表2、表3。

2.2 吉林省森林地被可燃物总量及各市（州）分布

吉林省2015年森林面积为822.9万hm2，森林地被可燃物总量为8 468.4万t。森林地被可燃物总量最多的地区为延边州3 444.1万t，吉林市和白山市可燃物总量位居第二、三位，最少的地区为松原市126.4万t。全省地被可燃物载量为10.3 t/hm2，最高的地区为长白山管委会11.3 t/hm2，长白山管委会辖区内森林绝大部分为天然林，一直实行全面禁伐，又鲜有森林火灾发生，而在自然条件下森林地被可燃物积累量大于其降解量，因此，其地被可燃物总量在我省表现出最高的情况。吉林市、延边州、通化市、辽源市、白山市地被可燃物载量均高于全省平均水平；较低的地区为松原市6.8 t/hm2、白城市6.9 t/hm2。其原因：一是2个区域森林大部分为三北人工防护林，气候属温带大陆性季风气候、春季干燥多风，以白城为例，年大于8级以上的大风平均24天，8级以下的风天年平均47天，春风尤甚，约占年风天的60%以上，年平均风速可达3.7 m/s[4]。在这种气候条件下，阔叶林内每年凋落的1h时滞地被可燃物会被风刮走不少，积累量会大大减少，尤其在幼龄林或郁闭度不高的林分尤其明显。二是2个区域多数村屯有拾取枯枝和枯松针用于烧饭或取暖的习惯，这也会减少地被可燃物的积累。三是2个区域畜牧业发达，老百姓随意放牧的现象较其他地区普遍，林内的草本地上部分年年被啃食殆尽，这也减少了草本可燃物的载量。因此，松原市、白城市地被可燃物总量表现出较低的水平。详见表4。

2.3 森林地被可燃物载量

2.3.1 各森林类型与地被可燃物载量

吉林省人工林、天然林地被可燃物载量平均为10.92 t和11.08 t。人工林中，地被可燃物载量最高为落叶松林13.70 t，最低为阔叶混交林8.58 t，

其他针叶林、红松林、黑松林、云杉林、杨树林、柞树林、针叶混交林、臭松林、白桦林地被可燃物载量均高于平均水平；天然林中，地被可燃物载量最高为云杉林14.21t，最低为黄波罗林8.16 t，其他针叶林、针叶混交林、落叶松林、黑松林、红松林、柞树林、臭松林地被可燃物载量均高于平均水平。详见表5。

表4 吉林省森林地被可燃物总量及各市（州）分布

表5 吉林省各森林类型地被可燃物载量

2.3.2 各森林类型1 h时滞地被可燃物载量

吉林省人工林、天然林1 h时滞地被可燃物载量平均为9.21 t和8.57 t。人工林中，地被可燃物载量最高为黑松林11.82 t，最低为臭松林7.04 t，黑松林、红松林、落叶松林、其他针叶林、杨树林、云杉林、针叶混交林、其他阔叶林1 h时滞地被可燃物载量均高于平均水平；天然林中，地被可燃物载量最高为云杉林12.22 t，最低为黄波罗林6.58 t，黑松林、红松林、其他针叶林、针叶混交林、落叶松林、柞树林、针阔混交林1 h时滞地被可燃物载量均高于平均水平。详见表6。

2.3.3 各森林类型10 h时滞地被可燃物载量

吉林省人工林、天然林10 h时滞地被可燃物载量平均为0.98 t和1.05 t。人工林中，地被可燃物载量最高为白桦林1.87 t，最低为黑松林0.36 t，臭松林、针阔混交林、落叶松林、云杉林、其他针叶林、红松林、樟子松林10 h时滞地被可燃物载量均高于平均水平；天然林中，地被可燃物载量最高为白桦林1.87 t，最低为黑松林0.36 t，云杉林、臭松林、针叶混交林、胡桃楸林、其他针叶林、其他阔叶林10 h时滞地被可燃物载量均高于平均水平。详见表7。

表6 吉林省各森林类型1h地被可燃物载量

表7 吉林省各森林类型10 h地被可燃物载量

2.3.4 各森林类型100 h时滞地被可燃物载量

吉林省人工林、天然林100 h时滞地被可燃物载量平均为0.98 t和1.22 t。人工林中，地被可燃物载量最高为臭松林1.87 t，最低为柞树林0.63 t，其他森林类型100 h时滞地被可燃物载量均低于平均水平；天然林中，地被可燃物载量最高为落叶松林2.45 t，最低为黄波罗林0.46 t，其他针叶林、臭松林、阔叶混交林、针叶混交林100 h时滞地被可燃物载量均高于平均水平。详见表8。

2.3.5 各森林类型小灌木载量

吉林省人工林、天然林小灌木可燃物载量平均为0.53 t和0.78 t。人工林中，小灌木可燃物载量最高为柞树林0.99 t，最低为黑松林0.16 t，白桦林、樟子松林、臭松林、落叶松林、其他针叶林、针阔混交林小灌木可燃物载量均高于平均水平；天然林中，小灌木可燃物载量最高为樟子松林1.68 t，最低为胡桃楸林0.19 t，樟子松林、针叶混交林、其他阔叶林、柞树林、椴树林、针阔混交林、白桦林、杨树林小灌木可燃物载量均高于平均水平。详见表9。

2.4 吉林省森林地被可燃物类型划分

森林地被可燃物中1 h时滞可燃物载量代表燃烧的难易程度，地表总可燃物载量代表地表可燃物具有的能量。各森林类型的1 h时滞地被可燃物载量和地表总可燃物载量聚类情况详见图1。

根据图1，可以把吉林省34个森林类型地被可燃物划分为5大类（表10）。

第1类包括黑松人工林、黑松天然林、红松人工林、落叶松人工林、其他人工针叶林、云杉天然林。此类1 h时滞载量和地表可燃物总载量平均值最高，分别为11.5 t/hm2、13.1 t/hm2，此类可燃物易燃程度高，储存能量大，是最危险的类型。该类地被可燃物全省总量939.8 t，占比11.1%。5类之中位居第二。

第2类包括落叶松天然林、天然针叶混交林、其他天然针叶林；此类地被可燃物1h时滞载量在5类里居中，为9.1 t/hm2，而地表可燃物总载量平均值水平较高，为13 t/hm2，此类可燃物易燃程度一般，一旦发生森林火灾，释放能量也较大，是稍危险的类型。此类地被可燃物全省总量167.5 t，占比2.0%，在5类中全省总量最少。

第3类包括云杉人工林、人工针叶混交林、杨树人工林、红松天然林、其他人工阔叶林。此类地被可燃物1 h时滞载量位5类中第二，为10.2 t/hm2，而地表可燃物总载量平均值水平较低，为11.3 t/hm2，此类可燃物易燃程度较高，储存能量一般，是稍危险的类型。该类地被可燃物全省总量815.9 t，占比9.6%，在5类之中位居第三。

第4类包括柞树人工林、柞树天然林、天然针阔混交林、其他天然阔叶林、天然阔叶混交林、白桦人工林、白桦天然林、臭松人工林、臭松天然林。此类地被可燃物1h时滞载量和地表可燃物总载量平均值均处于较低水平，此类可燃物易燃程度较低，储存能量也较低，属于相对比较安全的类型。该类地被可燃物总量全省最多，达到9287.3 t，占比74.2%，表明我省的大部分林区，如只考虑可燃物积累对森林火灾的影响，情况比较乐观。

第5类包括黄波罗人工林、椴树人工林、胡桃楸人工林、人工针阔混交林、胡桃楸天然林、杨树天然林、樟子松天然林、椴树天然林、樟子松人工林、人工阔叶混交林、黄波罗天然林。此类多数为阔叶林，1 h时滞载量和地表可燃物总载量平均值处于5类中最低水平，分别为 7.7 t/hm2、9.2 t/hm2。此类可燃物易燃程度最低，储存能量最低，属于相对安全的类型。该类地被可燃物全省总量为257.9 t，占比仅为3.1%，相对于其他4类，可燃物积累情况最为乐观。

表8 吉林省各森林类型100 h地被可燃物载量

表9 吉林省各森林类型灌木载量

3 结论与讨论

3.1 结论

1）吉林省森林地被可燃物总量为8 468.4万t，森林地被可燃物总量最多地区为延边州3 444.1万t，最少地区为松原市126.4万t。

2）吉林省地被可燃物载量为10.3 t/hm2，地被可燃物载量最高的地区为长白山管委会11.3 t/hm2，较低的地区为松原市6.8 t/hm2与白城市6.9 t/hm2。

3）吉林省人工林、天然林地被可燃物平均为10.92 t/hm2和11.08 t/hm2，其中1 h时滞地被可燃物载量平均为9.21 t和8.57 t，10 h时滞为0.98 t和1.05 t，100 h时滞为0.98 t和1.22 t，小灌木为0.53 t和0.78 t。

4）通过各森林类型可燃物载量聚类分析，可将人工林和天然林34个森林类型地被可燃物划分为5类，各类的可燃物易燃程度、储存能量、安全性如前所述。

图1 使用平均连接（组间）的树状图

表10 吉林省5类森林地被可燃物载量对比

3.2 讨论

1）本文在省级区域研究了森林地表可燃物载量，很好地评估了地表可燃物状况，量化了火灾风险性；但只给出了可燃物载量静态信息，起到的预测功能有限。今后应深入研究可燃物的动态信息，掌握载量随时间变化规律，建立可燃物动态模型，以利于确定任一时期可燃物现存量和稳定状态时可燃物最大积累量，更好地评估可燃物调控效率，对林火管理更具有指导意义。

2）本文调查可燃物载量方法既费时又费力，如果把此种地面调查与遥感技术相结合，会达到事半功倍的效果。遥感数据已成为森林生物量和蓄积量测定的一种有效手段，并且随着遥感影像分辨率的提高其可靠性也越来越大[5]。而森林生物量、蓄积量与森林可燃物载量之间有着密切的联系，这就使利用遥感技术在大空间、大尺度上估测森林可燃物载量成为可能。

[1]刘拓拓.吉林省实现连续36年无重大森林火灾[EB/OL].（2016-12-02）.http://news.cnr.cn/native/city/20161202/t20161202_523300901.shtml.

[2]刘盛.林业试验设计与多元统计分析[M].长春：吉林科学技术出版社，2003.

[3]高国平,郗娜，冯莹.辽东地区森林地被可燃物载量的调查研究[J].辽宁林业科技，2001(2)：10-13.

[4]白城地区地方志编纂委员会.白城地区志[M].长春：吉林文史出版社，1992.

[5]魏云敏,鞠琳.森林可燃物载量研究综述[J].森林防火，2006(2):18-21.

（责任编辑：陈小华）

S762.3

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2017-05-05

吉林省林业厅林业科技项目（2012-001）