生物防火林带对林内微环境的影响研究

裘昕彤 陈梓迪 李永鑫 苏杭

摘要：

随着全球气候变化和人类活动的加剧，森林火灾发生越发频繁，给人们的生命财产安全和生态环境造成了巨大的威胁。为了减少森林火灾对生态环境和人类社会的破坏，营建生物防火林带逐渐成为防火的重要手段之一。基于此，本研究通过室外调查和室内试验相结合的方法，分析不同树种营造的生物防火林带对林内小气候的影响，旨在为生物防火林带的建设和管理工作提供科学依据。

关键词：

森林火灾；生物防火林带；林内小气候

引言

森林火灾作为一种特殊的自然灾害，是21世纪以来世界上普遍发生、突发性强、破坏性大、处置扑救较为困难的自然灾害。森林火灾的防控难度之大、蔓延速度之快、破坏力之强不仅对世界森林资源及生态环境造成严重的破坏，而且对人类的自身安全及社会治安秩序造成严重的影响。我们一直强调“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策”。因此，保护环境就要确立林业在生态环境建设中不容取代的地位。森林作为林业建设中的主体，其生长和建设的最大阻碍就是森林火灾。森林火灾防范的重点在于生物防火林带的建立。因此，建立科学有效的生物防火林带是森林防火工作的重中之重。苏州虽然没有真正意义上的森林，不过其地区内拥有的一些山林、森林公园、自然保护区等为研究防火林带主要防火树种对微环境的影响提供了重要价值。

一、生物防火林带研究概况

在我国，森林火灾具有破坏性强、处置困难等特点。根据森林火源种类的划分，森林火源主要分为自然火源和人为火源两种。鉴于森林火灾的特殊性，尤其是在当今引发林火的主要火源是人为火源，而自然火源已经退居次要位置的情况下，我们更要重视生物防火林带的营造与建设[1]。我国的生物防火林带研究涉及面广，涵盖了森林生态学、火灾生态学、植物学、土壤学、生态工程学、地理信息系统等多个领域。

二、研究区域概况

（一）地理位置

苏州市位于中国江苏省东部，东邻上海市，南接嘉兴市、杭州市，西连无锡市、常州市，北接南通市、盐城市。其地理坐标为北纬31°18′至32°18′，东经119°52′至121°12′。苏州市地处长江三角洲平原区，气候温和湿润，林木资源丰富。苏州作为一个重要的文化和旅游城市，其园林资源丰富，建设和管理生物防火林带具有较高的参考价值。研究苏州地区生物防火林带的作用，不仅可以为苏州的防火工作提供科学依据，还可以为其他地区的生物防火林带建设提供借鉴和启示。

（二）气候条件

苏州属于亚热带湿润气候，四季分明，温湿度适宜。具体来说，夏季温暖多雨，冬季寒冷少雨，春季温和湿润，秋季凉爽宜人。年平均气温为16℃左右，最高气温出现在七月，平均约为31℃，最低气温出现在一月，平均约为1℃。年降水量约为1100毫米，主要分布在五月至八月间。苏州气候条件宜人，为其园林景观提供了得天独厚的自然条件，也为生物防火林带的建设提供了相应的气候基础。

（三）林业概况

截至2019年底，林地面积有834.49百公顷，国家特别规定灌木林地面积200.37百公顷，四旁树折算面积230.58百公顷，森林覆盖面积1265.45百公顷，森林覆盖率12.19%，林木覆盖率20.92%。

（四）水资源条件

根据最新统计数据，苏州市年平均降水量为约1100毫米。苏州市地处长江三角洲，拥有丰富的水资源。根据官方数据，截至2019年底，苏州市水资源总量为88.2亿立方米，其中地表水资源总量为513亿立方米，地下水资源总量为36.9亿立方米。按照总人口计算，苏州市人均水资源占有量约为3887立方米，属于相对较高水平。

三、研究方法

（一）实验对象

选取木荷防火林带、油茶防火林带、火力楠防火林带作为研究对象，分别位于不同的地理位置[2]。

（二）实验设计

在苏州市吴中区生物防火林带选择10米×10米的样地，本研究样地对木荷防火林带、油茶防火林带、火力楠防火林带、马尾松林（对照）的土壤温度影响进行研究。在冬季测定土壤温度、风速、相对湿度等相关数据，持续3天对研究样地进行测量得出数据。每天6时、8时、10时、12时、14时、16时、18时使用土壤温度测定仪、风速仪、湿度检测仪对实验样地进行测定。测定土壤温度设置5层，分别为地表温度（土壤深度0厘米处温度）、土壤深度5厘米处温度、土壤深度10厘米处温度、土壤深度15厘米处温度、土壤深度20厘米处温度。每次测定重复3次，取平均值进行数据分析。测定相对湿度设置四层进行测定，每次测定重复3次，取平均值进行分析[3]。

（三）实验分析方法

运用Excel软件，对数据进行统计分析。

四、结果与分析

（一）对地表土壤温度的影响分析

基于上述图表数据分析，可知冬季生物防火林带能够提升林内地表土壤温度。

冬季气温较低，林地内地表土壤温度常常较低，而冬季生物防火林带的存在可以起到一定的保温作用，使林地内地表土壤温度得以提升，有利于促进林地内生物多样性、生态系统的健康和稳定，并为森林防火工作提供支持[4]。

（二）对相对湿度的影响分析

在冬季生物防火林带中，植被覆盖和土壤覆盖层的作用可以减少地表水分的蒸发和蒸腾，从而保持地表湿度，进一步提高林内相对湿度[5]。此外，生物防火林带也可以通过减少风速和水分蒸发来提高林内相对湿度。然而有时冬季生物防火林带的植被可能会过度蒸腾水分，导致林内相对湿度下降，为森林火灾的发生增添危险。

（三）对气温的影响分析

通过图表数据可知，生物防火林带在冬季会增加林内气温，对森林防火有着重要的影响。寒冷的气温和干燥的空气是导致森林火灾的主要原因之一，生物防火林带的保温和保湿作用可以有效地提高林內气温和湿度，减少火灾的发生[6-7]。此外，生物防火林带的植被和土壤覆盖层可以防止落叶和枯枝堆积，减少易燃物的积累，降低火灾的风险。

（四）对风速的影响分析

通过图表数据可知，火力楠的风速相较于其他树种来说波动较大，但总体来说防火树种能够有效减缓林内的风速流通，在发生森林火灾时，能够减缓火势蔓延，为扑灭森林大火赢得宝贵时间。

结语

本研究通过对木荷防火林带、油茶防火林带、火力楠防火林带对林内微环境的监测和分析，发现三种生物防火林带均能有效降低地表土壤温度、减缓风速、提高林内相对湿度。经过对生物防火林带在林内微环境方面的研究，得出以下结论。

第一，生物防火林带能够减缓林内风速，降低森林火灾的发生几率，同时还能降低火灾的危害程度，减少受灾面积。

第二，生物防火林带能够增加林内相对湿度，但同时也会有降低相对湿度的情况发生，因此需要根据具体情况进行选择和管理。

第三，生物防火林带能够提高森林内部的生物多样性，改善森林生态环境，对森林的长期保护具有重要的意义。

基于上述研究结果，建议在森林防火工作中，应加强对生物防火林带的建设和管理，使其在防火的同时也能够发挥对森林内部环境的积极影响。同时，需要在具体实施时根据森林生态环境的不同特点进行科学选择和管理。

参考文献

[1]陈存及.中国的生物防火火灾科学[J].火灾科学，1995，4（03）：42-48.

[2]广东省质量技术监督局.生物防火林带建设导则[S].广州，2004.

[3]李志洪，雷景仰.梅州市生物防火林带工程建设情况调查简报[J].广东林勘设计，1998.

[4]叶兵.国内外森林防火技术及其发展趋势[D].北京：中国林业科学研究院，2000.

[5]国家林业局森林防火办公室.中国生物防火林带建设[M].北京：中国林业出版社，2003.

[6]关于切实加强护林防火工作的通知（粤府办〔1987〕90号）.

[7]广东省森林防火实施办法（粤府办〔1990〕12号）.

作者简介：

裘昕彤（2000- ），女，汉族，江苏南通人，本科在读，研究方向：森林防火樹种；陈梓迪（2000- ），男，汉族，广东揭阳人，本科在读，研究方向：森林防火树种；李永鑫（2001- ），男，汉族，山东五莲人，本科在读，研究方向：森林防火树种；苏杭（2001- ），男，汉族，北京人，本科在读，研究方向：森林防火树种。

基金项目：

南京森林警察学院本科生创新训练项目：“江苏省主要防火树种燃烧性测定分析——江苏省林业科技创新与推广项目”项目编号：LYKJ［2020］20。