沈阳地区主要林型地表可燃物载荷量及分布研究

赵雪崴

(辽宁省林业工作总站,辽宁 沈阳 110036)

森林地表可燃物是构成森林火灾的最基本要素之一，森林燃烧与林下地表可燃物直接相关。研究表明，森林火灾通常都是从林下地表细小可燃物开始，经过媒介层过渡传递，引起树冠火，导致森林被彻底烧毁[1,2]。森林地表可燃物大致分为乔木、灌木、草本、凋落物和半腐殖层5个类型。其中凋落层、草本层和灌木层是林火由地表火向树冠火传递蔓延的重要媒介，因此研究这三个层次的地表可燃物载荷特性是掌握和控制森林火灾发生的关键。

森林可燃物研究一直是国内外学者研究森林火险及预报的重点，主要内容涉及可燃物的载荷量及其分布特性、燃烧性能及指标、可燃物含水率等特征参量[3-5]。林下地表可燃物的燃烧分别与自身结构状态、理化性质以及数量分布大小均密切相关。由于所处地域环境不同，导致了森林群落的多样性和复杂性，森林可燃物的载荷量也存在一定差别。本文主要针对沈阳地区的主要林型，研究其地表可燃物的载荷量分布特性，为预防森林火险提供理论依据。

1 研究区域概况

沈阳市区位于辽宁省辽河平原中部，地处122°25′45″—123°48′24″ E，41°11′51″—43°2′13″ N。全区以平原为主，山地、丘陵集中在东北部，地势由东北向西南倾斜。属温带半湿润大陆性气候，冬季严寒、干燥；夏季多雨、潮湿；春秋两季气温变化迅速，春季多风、秋季凉爽。全年气温变化在-29～36 ℃，年均降水量628 mm。沈阳地区属温带落叶阔叶林地带，由于人口密集，原始森林植被遭到破坏，现存的林区植被属次生群落，主要有落叶阔叶林、针叶林、针阔混交林和灌丛4大类，树种以杨树、柳树、槐树、油松、樟子松为主。现有自然保护区5个，总面积686.8km2；国有林场11个，总经营面积2.7万hm2；各类苗圃246处，每年生产造林苗木6 655.12万株。

2 研究方法

2.1 不同林型地表可燃物载荷量

采用野外现场抽样称量法对不同林型地表可燃物的载荷量进行取样称量，调查研究对象为灌木层、草本层和凋落物层三个层次。在山地按不同等位线设立调查样方，平地按对五角线取样法进行。每次在每种林型内选择具有代表性的样方3～5块，调查灌木样方面积为4 m×4 m，草本层面积为2 m×2 m，凋落物层面积为1 m×1 m。在每个设定好的样方内，收集地表全部可燃物，称取鲜质量，最后取样方混合样品1 kg左右，带回室内，称量好后放入75～85 ℃左右的烘箱内烘干72 h，然后称量干质量，测定含水率，计算含水量。

含水率=(样品鲜质量-样品干质量)/样品鲜质量×100%

这样即可根据样品鲜质量(kg·m-2)推算出可燃物的总载荷量(t·hm-2)。

2.2 可燃物载荷量分布规律

取2～3个本地区有代表性的林型，按照立地因素调查不同坡向和坡位，按不同林分因素调查不同林分密度、林龄条件下地表可燃物载荷量的分布情况。对每种林型的每个因素随机选取调查样地15～20块，收集称量。最后，统计分析不同因子对地表可燃物分布的影响。具体调查取样方法同上。

3 结果与分析

3.1 不同林型的总载荷量

对沈阳地区6种主要林型的林下地表可燃物总载荷量调查，统计结果见表1。由表1可知，不同林型地表可燃物的总载荷量分布差别较大，总载荷量达到10 t·hm-2以上的林型有2个，低于5 t·hm-2的林型有1个，其他介于5～10 t·hm-2之间。地表可燃物载荷量最大的是天然杂木林和落叶松人工林，平均总载荷量分别为15.21 t·hm-2和12.48 t·hm-2。油松、樟子松和刺槐3种人工纯林的总载荷量均接近10 t·hm-2。杨树人工纯林总载荷量最小，仅为3.97 t·hm-2。

表1 沈阳地区主要林型地表可燃物总载荷量

3.2 林分密度对载荷量分布的影响

对沈阳地区树龄20～35 a油松人工纯林、落叶松人工纯林和天然杂木林三种林型不同林分密度进行调查研究，结果如表2所示。结果表明，三种林型的地表可燃物一般都呈随着林分密度的增加而增加趋势，但是当林分密度低于一定阈值时，显示地表可燃物明显要高于其他密度，针叶树比阔叶树表现更明显。其主要原因是密度低的林分郁闭度相对较小，林地内光线较充足，林冠下生长大量草、灌植物，导致地表可燃物载荷量明显增大。

表2 不同林分密度的林型地表可燃物载荷量

3.3 林龄对载荷量分布的影响

表3 不同林龄的林型地表可燃物载荷量

由表3可知，三种林型的地表可燃物载荷量均表现与林龄相关性不大，20年生以上的同种林型载荷量无明显的规律变化。但在针叶树种中，一般是低龄林的地表可燃物载荷量较高，主要原因是幼龄林多郁闭度较小，草、灌植物种类较多，因而载荷量分布较大。

3.4 坡向对载荷量分布的影响

按照坡向不同对沈阳地区3种林型的地表可燃物载荷量调查，统计结果如表4所示。由表4可知，林地内地表可燃物载荷量的分布与坡向有密切关系，3种林型均表现为阳坡载荷量大于阴坡载荷量。这个结果符合自然的客观规律，阳坡林下光线相对充足，树木长势好，凋落物相对较多，而且林冠下的草、灌植物种类和盖度都会比阴坡大。

表4 不同坡向的林型地表可燃物载荷量

3.5 坡位对载荷量分布的影响

表5为3种主要林型按照不同坡位进行的地表可燃物载荷量调查统计。结果表明，三个林型的地表可燃物载荷量均表现出相似的变化规律，随着坡向由下向上，载荷量逐渐减小。一般林地中，下坡土壤条件普遍优于上坡，并且下坡的树势生长要高于上坡，凋落物也较多。同样，下坡的草、灌植物多样性也优于上坡。上坡的土壤较为瘠薄，林地内土壤湿度低，草、灌多样性低，分布量少，加之较差的林木生长势，自身凋落物不多，因而可燃物载荷量小于中、下坡。

表5 不同破位的林型地表可燃物载荷量

4 结论

以沈阳地区的油松人工林、刺槐人工林和天然杂木林等主要林型作为研究对象，对林下地表可燃物的载荷量从不同角度进行调查统计，分析其可燃物载荷量及其分布情况，得到如下结论：

4.1 沈阳地区不同林型地表可燃物总载荷量差别较大；其中天然杂木林和落叶松人工林的平均总载荷量分别为15.21 t·hm-2和12.48 t·hm-2，杨树人工纯林总载荷量最小，仅为3.97 t·hm-2。

4.2 地表可燃物一般是随着林分密度的增加而呈增加趋势；但是当林分密度低于一定阈值时，地表可燃物反而更高，针叶树比阔叶树表现更为明显。地表可燃物载荷量均与林龄相关性不大，但在针叶树种中，一般是低龄林的地表可燃物载荷量较高。

4.3 林地内的地表可燃物总载荷量分布与坡向直接相关，表现为阳坡载荷量大于阴坡载荷量；随着坡向由下向上，载荷量分布逐渐减小。

[1] 高国平,王月.辽宁东部地区森林地表可燃物及其燃烧性的研究[J].沈阳农业大学学报,2004,35(1):24-28

[2] 刘晓东,王军,张东升.大兴安岭地区兴安落叶松可燃物模型的研究[J].森林防火,1995(3):8-10

[3] 陈宏伟,常禹,胡远满,等.大兴安岭呼中林区死可燃物载量及其影响因子[J].生态学杂志,2008,27(1):50-55

[4] 王秋华,吴从起,陶汝坤,等.昆明西山国家森林公园主要林型地表可燃物的特征[J].林业资源管理,2012(5):69-73

[5] 单延龙,关山,廖光煊.长白山林区主要可燃物类型地表可燃物载量分析[J].东北林业大学学报，2006,34(6):34-36