内蒙古特金罕山自然保护区地表可燃物特征分析

阿拉坦花,闫盟,宝虎,丰洁，宝金山,代长胜

(通辽市林业科学研究院，内蒙古特金罕山森林生态系统国家定位观测研究站，内蒙古 通辽 028000)

内蒙古特金罕山国家级自然保护区位于大兴安岭主脉南段、科尔沁沙地西北缘，是保存较为完整的天然次生林区之一。保护区内生态类型多样，拥有极具代表性的森林、草原、草甸和湿地相间分布的生态系统。是大兴安岭森林生态系统不可分割的重要组成部分，也是大兴安岭南段次生林区重点火险区。

森林可燃物是森林火灾发生和蔓延的物质基础，是林火行为的主体[1]，了解森林可燃物类型特征及可燃物载量，才能更好地开展林火预报，预测火行为，制定扑火预案。森林可燃物类型研究是现代林火管理中最重要也是最基础的工作，在林火发生预报、林火行为预报、灭火指挥、营林用火等方面具有重大的现实意义[2-4]。本研究通过调查特金罕山自然保护区主要森林类型可燃物种类、含水量、载量、大小等数据，分析该地区地表可燃物特征，为森林防火提供可靠的理论依据。

1 研究内容与方法

1.1 样地设置

根据特金罕山自然保护区的森林群落类型，在保护区内选择森林植被类型、草原植被类型、灌丛植被类型。植被类型分别为白桦林、黑桦林、山杨林、人工落叶松林、白桦黑桦混交林、山杨桦木混交林、大针茅草原、线叶菊草原、贝加尔针茅草原、虎榛子灌丛、山杏灌丛、绣线菊灌丛共36个样地。样地面积为20 m×20 m，在每个样地中选择4个1 m×1 m的小样方，共计144个小样方。

1.2 调查方法

每个样地内乔木树种每木检尺，调查树种、郁闭度、胸径、死枝下高、活枝下高。样地外伐倒1株易燃标准木，测量树干、树枝、树叶鲜质量及平均年龄，并取样测干质量。调查每个小样方内(1、10和100 hr)滞燃物、灌木重量、地被物种类、数量、枯枝落叶层的厚度及杂草、灌木高度、盖度。

可燃物分类标准：

1 hr-凋落物层，直径≦0.64 cm的小枝、树叶和杂草；

10 hr-半分解层，直径在0.65～2.54 cm之间的枝条；

100 hr-直径在2.55～7.62 cm之间的木棍；

灌木-样方内所有灌木。

1.3 可燃物取样与测定

于2017年6月初、2018年5月初、6月中旬，即森林防火期内，在研究区域内设置好的样地中进行取样，在样地的四角分别采集1 m×1 m的土壤分解层以上的可燃物，装入塑料袋中，带回实验室进行进一步的数据测量与分析。

1.4 可燃物负荷量、含水量指标的测定

烘干法测定可燃物负荷量：将采回的各样方内的1 m×1 m可燃物用电子天平进行称量记录质量，再取样置于100 ℃的烘箱中烘48 h至可燃物绝干。根据样方内可燃物鲜质量和含水率推算可燃物的负荷量。

2 结果与分析

2.1 特金罕山自然保护区植被类型分布情况

表1 特金罕山自然保护区主要植被类型分布组成情况调查表

根据调查结果，特金罕山自然保护区植被分布多为阴坡半阳坡森林植被和阳坡灌丛、草原相结合的森林草原(灌丛)植被。森林类型植被主要由黑桦林、白桦林、山杨林及人工落叶松林等构成，占保护区总面积的17.3%。草原植被主要由大针茅草原、线叶菊草原、针茅草原等构成，占保护区总面积的60%，其中大针茅草原为典型草原，线叶菊草原及贝加尔针茅草原为草甸草原。灌丛植被主要由虎榛子灌丛、西伯利亚杏灌丛及绣线菊灌丛等构成，占保护区总面积的17.2%。这些植被林相整齐，生长良好，并保持完好的原生状态，在水源涵养、水土保持及水质净化等方面发挥着极为重要的作用。所以，为加强保护区森林、草原防火，有效控制火灾发生，研究森林植被可燃物特性对保护区生物多样性保护具有重要意义。

2.2 特金罕山自然保护区各林分类型地表可燃物含水率

根据野外调查和室内试验对比分析，得到各种林分类型地表可燃物相对含水率(表2)。

由表2看出，特金罕山自然保护区各林分类型地表可燃物相对含水率落叶松人工林为40%以上，属难燃范围，山杏灌丛相对含水率为19.10%，属于易燃范围，其他林分类型地表可燃物相对含水率均属于易燃或者可燃范围内[5,6]，由此可知特金罕山自然保护区森林类型可燃物相对含水率较低，容易发生森林火灾。落叶松人工林由于郁闭度大，林内光线弱、湿度大，地表可燃物含水率较高，也属难燃范围。

表2 罕山自然保护区地表可燃物相对含水率

2.3 各植被类型地表可燃物载量分析

根据野外调查和室内实验对比分析，得到各林分类型地表可燃物载量的具体情况，如表3所示。

表3 各林分类型地表可燃物载量 t·hm-2

由表3看出，1 h时滞可燃物量>10 h时滞可燃物量>100 h时滞可燃物量>1 000 h时滞可燃物量。山杨林、白桦、黑华、山杨、山丁子混交林林分类型1 h时滞可燃物所占比例在90%以上，其他林分类型占95%以上，仅有少量100 h时滞可燃物和1 000 h时滞可燃物。1 h时滞可燃物的组成、结构和特点是影响地表可燃物发生火灾和蔓延的主要基础。

各林分类型单位面积可燃物载量上，落叶松人工林最大，单位面积载量45.407 t·hm-2，已超过发生重特大森林火灾的临界条件(30 t·hm-2)，从临界条件上看安全隐患极高，其次是山杨、白桦、黑桦混交林及山杨纯林接近临界值，发生森林火灾风险较高。

可燃物负荷量的多少直接影响发生林火时的可燃物消耗量、火强度等重要林火因子，因此，可燃物负荷量越大造成的森林火灾规模可能就越大，及时降低林分中的可燃物负荷量是防止林火发生的一项重要措施。

2.4 特金罕山自然保护区各植被类型地表可燃物载量组成

表4 各植被类型地表可燃物载量组成百分比 %

各林分类型地表可燃物枯枝量比例较低，山杨林、桦木林的枯枝载量组成超过10%，其他林型枯草落叶层占90%以上，1h时滞可燃物是特金罕山自然保护区可燃物的主体构成。这是由于特金罕山自然保护区总体林龄较低，并且径阶小的树种死亡率较高而致。

3 结论与讨论

特金罕山自然保护区植被除人工落叶松及杨树林外，多以白桦、山杨、黑桦等阔叶林为主，林下灌木丛生，并多为阴坡森林与阳坡灌丛、草原相结合的森林草原(灌丛)植被，由于近几年的保护，使得林下及林间杂草茂密，枯枝落叶层深厚，加之桦皮中含有油脂，非常易燃，使得保护区可燃物载量较大，可燃物载量甚至超过临界值。气候又属温带大陆性季风气候区，季节变化明显，春季干旱少雨多风，又是生产用火频繁季节，加上雷击火的不断侵袭，使得保护区发生火灾危险性大，一旦发生火灾，火势蔓延迅速，危害极大。

最近几年，从特金罕山自然保护区成立以来，为了确保森林草原资源安全，森林、草原防火工作就被纳入保护区保护工程措施的一项重要内容，并取得了可喜的成绩，至今未发生重大火灾。但是随着无重大森林火灾年份不断延长，林下积累了大量森林可燃物载量，并该地区特殊时候长期干旱条件下，特金罕山自然保护区森林火灾隐患较高。特金罕山自然保护区各林分类型地表可燃物相对含水率较低，属于易燃范围或者可燃范围内[5,6]，各林分类型单位面积载量上可燃物载量已超过发生重特大森林火灾的临界条件(30 t·hm-2)。由于可燃物负荷量的多少直接影响发生林火时的可燃物消耗量、火强度等重要林火因子[7,8]，因此，可燃物负荷量越大造成的森林火灾规模可能就越大，及时降低林分中的可燃物负荷量是防止林火发生的一项重要措施。

特金罕山自然保护区各林分类型地表可燃物枯枝量比例较低，枯草落叶层占90%以上，1 h时滞可燃物量>10 h时滞可燃物量>100 h时滞可燃物量>1 000 h时滞可燃物量。1h时滞可燃物是特金罕山自然保护区森林可燃物的主体构成，1 h时滞可燃物组成、结构特征和特点是影响地表可燃物发生火灾和蔓延的主要基础[9]。因此，特金罕山自然保护区地表可燃物结构是易燃物特点。