防火林
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防火林(Combat Forest Fires)
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防火林是預防林火蔓延，控制大面積林火發生的生物阻隔網路，是森林防火體系建設的基礎性工程，是完善林火阻隔系統（生物阻隔網路、自然阻隔網路、工程阻隔網路），提高森林資源安全性，保障人民生命財產安全的系統工程。
1．防火樹種適宜條件[1]
通過對樹種和防火林帶營造技術的詳細分析和判斷，防火樹種須符合阻火、適生、無害、有經濟價值等條件，並具備以下特性：枝葉茂密、含水量大、含油脂少、不易燃燒、耐火性強；下層林木應耐潮濕，與上層林木種問關係相適應；生長迅速、郁閉快、適應性強、萌芽力高；無病蟲害寄生和傳播。
2．防火樹種的主要種類[1]
通過對市區主要造林樹種進行野外調查採樣，測定採集樹木樣本的含水量和熱值，結合樹種的生物學特性、生態學特性及查閱相關資料，篩選出適合承德地區的防火樹種。
防火能力較強的樹種：刺槐、核桃、青楊、火炬樹、香椿、紫穗槐、五角楓、荊條、山楊、黃連木、臭椿、山楂。
防火能力較弱的樹種：三裂繡線菊、華北落葉松、丁香、山杏、油松、側柏。
3．防火林主要樹種介紹[2]
生物防火林是預防林火蔓延、控制大面積森林火災的有效阻隔網路，是森林防火體系建設的基礎性工程。隨著社會經濟條件的改善，生物防火林帶建設日益成為林業部門的重要工作之一。作為森林防火樹種應當具有不易燃燒、枝葉茂密等特性，主要應選擇樹體油脂少、含水量高、葉片蠟質或革質、樹體上下枝葉稠密的常綠闊葉樹種。營林建設中通常使用1-2年生苗木，而且多營造為生態經濟型林帶，如林苗一體化、林果一體經營林帶等。下麵介紹一下可用作防火林的主要樹種(見附表1)。
表1 主要防火林樹種介紹
| 樹種名稱 | 生物學特性 |
|---|---|
| 木荷 | 高大喬木。樹冠濃密，樹幹端直，葉厚革質，樹體含水量高，為防火林帶的主要樹種。適應溫暖多雨的氣候，抗風、抗寒能力較強。對土壤適應性強，在土層較厚、疏鬆、酸性的沙壤土上生長良好 |
| 楊桐 | 山茶科常綠灌木或小喬木。耐火能力很強，居其他樹種前列。耐陰，可與其他大喬木混合種植，形成立體防火帶。楊桐可剪枝出口日本，可作為防火林、經濟林結合的樹種 |
| 杜英 | 高大喬木。稍耐陰，喜溫暖、濕潤的氣候，適生於酸性黃棕壤和紅壤土中。根系發達，萌芽性強，生長快速 |
| 石楠 | 常綠灌木或小喬木。喜肥沃濕潤、土層深厚、排水良好的壤土或沙壤土。耐寒，不耐水濕，萌芽性強 |
| 法國冬青 | 俗稱珊瑚樹。常綠灌木或小喬木，樹冠倒卵形。喜光，稍耐陰。在潮濕、肥沃的中性壤土中生長迅速而旺盛，對酸性土、微鹼性土也能適應。根系發達，萌芽性強 |
| 大葉冬青 | 俗稱苦丁茶。高大喬木。喜濕潤的半陰環境，耐陰性強，在盛夏的烈日下易遭日灼。在深厚肥沃的酸性至中性土壤上生長良好。同時，葉片具有降血壓的功能，可作為防火林、經濟林結合的樹種 |
| 紅果冬青 | 高大喬木。喜光，稍耐陰，喜溫暖、濕潤的氣候，在深厚、肥沃、濕潤的酸性至中性土上生長良好。萌芽性強，較耐潮濕，不太耐寒棱角山礬別名山桂花。中型喬木。對酸性、中性及微鹼性的沙質壤土均能適應 |
| 楊梅 | 根較淺，主根不明顯，鬚根發達，能在荒山瘠地生長結果。較耐寒、耐陰。可作防火林、水果林結合經營的樹種 |
| 枇杷 | 常綠果樹，可作防火林、經濟林結合的樹種 |
| 苦櫧 | 耐乾旱、貧瘠，耐陰性較強。對二氧化硫等有毒氣體抗性強。具有較好的抗風、防塵、隔音及防火性能 |
| 青岡 | 樹形優美，枝葉茂密，具有較好的抗有毒氣體、抗風、防塵、隔音及防火性能 |
| 醉香含笑 | 枝葉濃密，是優良的風景樹和防火林樹種 |
4．防火樹種的篩選方法[3]
①火場調查法
根據火場的植物過火後不同樹種的地下根系萌芽能力和地上部分樹冠、樹枝耐火的程度，判斷出樹種的阻火性。在東南亞，通過火燒跡地調查認為赤揚、大葉相思、楊梅是較好的防火樹種．沿林道栽植可有效阻隔火的蔓延。
②直接火燒法
在野外，選擇典型的樹種及實驗條件，進行火焰衝擊實驗，這種方法是最接近實際的實驗方法。為了快速檢驗一個樹種抗火性，可以選取一定的燃料．鋪設一定面積，直接點燃，測定燃燒時間、火焰高度、蔓延速度和方向、被害狀況等。這種方法要有多個重覆和對照，並應在防火季節內進行。Nord和Green曾實驗用高含鹽量、多汁樹種檉柳建造防火林帶，經火燒試驗，取得良好的效果。Penafiel S．R在菲律賓通過火燒試驗，從幾種抗火樹種中選出赤楊(Alnus japonia)作為防火樹種。
③實驗測定法
測定樹木枝葉的含水量，葉的疏密度．枝葉的粗細，樹葉的大小、厚薄質地、錶面積／體積比、枝葉含揮髮油和油量、灰分物質的含量、SiO2的含量、發熱量等指標，根據這些數值進行判斷。如Neyiscl T．根據地中海地區45種樹不同的著火感應時間選出6種難燃樹種。
④綜合判別法
反映抗火性能的指標有許多，如燃點、燃燒熱、揮發陘物質含量、灰分含量、含水量、硅分含量等等，目前國內外對防火樹種的抗火陛能評價採用多個指標綜合評判，從樹種阻火性、生物學特陛和造林學特陛三方面評判各樹種的防火能力。對於各特征的評判以前多採用定性地描述，近年來開始採用Fuzzy方法，對各特征進行定性評判：如陳存及在研究防火樹種時考慮的因數有樹皮厚度、樹冠結構、自然整橫性能、葉子質地和厚度、樹高年平均生長量和葉面積重疊指數(單株葉面積／(冠幅×樹高))等。Wilgen B．W．對南非某些樹種的燃燒陛研究選用了生物量、可燃物的垂直分佈和大小、葉含水率、熱值和粗脂肪含量等指標。阮傳成等人把著火溫度、含水率、水分析出速率、活化能、揮發份熱量等5個指標作為判斷樹種燃燒性能的主要指標，苯一乙醇抽取物含量和粗灰分含量作為輔助指標。
防火林帶的阻火機理[3]
1．防火林帶的火環境
防火林帶對森林火災的阻隔作用不僅是由於防火林帶選用樹種不易燃燒，而且防火林帶可以形成林帶內小環境，不利於森林火災的發生與蔓延。
(1)防火林帶位於山脊上，林內較透風，林冠層透光少，基本無陽性雜草，不利於燃燒。
(2)防火林帶內的氣溫較低，地表蒸發也減少，可以更好地保持林內濕度，形成低溫、高濕的不利於火災發生與發展的環境。
(3)防火林帶地表凋落物的含水量大，結構相對緊密，不易燃燒。
2．防火林帶樹種的阻火機理
防火林帶採用的都是抗火性很強的樹種，涵養水源能力強．葉片含水量高。從燃燒學的觀點來說，防火林帶的樹種阻火機理主要表現在以下幾個方面：
(1)防火樹種含有較少的可燃性成分，如粗脂肪、揮髮油、臘質等。灰分含量對燃點的影響最大，樹葉自然含水量和粗脂肪含量與著火感應時間關係密切，而燃燒熱與苯一乙醇抽取物、木質素含量和灰分含量都有較高的相關關係。
(2)防火樹種具有較高的含水率，樹種不易點燃和燃燒，其阻火能力較強。樹種在林火衝擊的作用下，首先析出水分，其次析出輕質可燃揮發物。水分越高，則引燃時間持續越長。
(3)防火樹種燃燒特陸是重要的指標，樹能被點燃，燃燒放熱應大於向外界的散熱，防火樹種燃燒熱比較小。
3．防火林帶結構的阻火機理
防火林帶的防火效果還與所選擇的樹種與林帶結構有關。枝葉茂盛的樹冠能有效阻擋火焰蔓延。良好的林帶結構易於形成不利於可燃物燃燒的環境，並使可燃物成不連續分佈。防火林帶組成的網格還對大面積的針葉純林有機械隔離作用。
(1)可燃物在林分中的不同分佈格局直接影響著林火的火燒類型與蔓延速度。一般來講，可燃物水平連續分佈易導致火燒的迅速蔓延；在垂直方向上的連續分佈則會使地表火發展成為樹冠火，從而使火燒強度和蔓延速度增加。防火林帶的易燃可燃物在垂直分佈上是不連續的，林帶地表少量的枯落物即使燃燒也不可能由地表火轉為樹冠火。在水平方向上，防火林帶的枝葉都難以燃燒、把大片針葉林分隔成小塊，使易燃可燃物呈間歇性分佈．有效地防止森林大火的發生與蔓延。
(2)林分的結構對燃燒性影響極大，樹冠茂密，林帶郁閉度大，可以抑制陽性雜草的滋生。防火林帶的郁閉度高，林帶內陽性雜草少，多為半濕生、濕生的地被物．不利於地表火的蔓延。
(3)防火林帶的緊密結構對於降低林分內的溫度、樹木的蒸騰有積極的作用，有利於減少林火的發生與發展。林帶內陰濕，林火不易蔓延，可以有效地阻止飛火的傳播。隨著防火林帶樹木年齡的增加，防火性能呈增加趨勢。
防火林帶的配置技術[4]
1．防火林帶的林分層次結構
緊密結構的林帶要比單層林的防火效果好，從垂直結構看，多層林林內陰濕，林火不易蔓延，而且可以有效地阻止飛火的傳播。林帶郁閉度大，可以抑制陽性雜草的滋生，不利於地表火的蔓延。要徹底改變目前單層生物防火林帶的局面，大力營造如木荷與紅花油茶等復層防火林帶，從而構成密閉式的立體林冠，提高生物防火林帶的生長效益、混交效益、立地適應效應。對我國南方主要山脊樹種的物理特性的研究表明：耐火灌木、小喬木與喬木樹種混交的防火林帶的防火效果最佳。
2．防火林帶的有效寬度要求
根據樹種自身的阻火性能、生態學特性、林分燃燒性、造林地的地形和氣候特點等綜合指標，並從營造混交林，提高闊葉樹比例，促進森林生態群落演替的目的出發，必須在現有標準的基礎上加大生物防火林帶寬度。主林帶寬度應擴大到30m～50m，副林帶寬度要擴大到15m～25m。林帶成獨立群體時(如林緣)要考慮到邊行效應。林帶寬度大於15m時，內部林木陽光不足，生長受抑制，因此，林帶內部行距應加寬，並留3m～4m寬的護林小路。林道不應當留在林側，否則將形成荒草帶，不利於防火。
3．防火林帶的立地佈局選擇
設計防火林帶應根據林分、道路、河流、山脈、地形等自然條件，因地制宜，結合改造，合理佈局，使防火林帶與防火線以及天然屏障連接成網，把林地分隔成阻隔封閉區，才能發揮防火線的阻隔作用。熱帶、亞熱帶地區防火林帶一般建在山脊、山沖，多以水相隔。無河流地域的山沖林地潮濕肥沃，自然分佈常綠闊葉林，只需略加改造，即町形成較為規範的防火林帶。對於重山疊嶺，可在主山脊營造防火主林帶，小山脊、山坡及林道處營建副林帶；在林地和農田交界處設置田邊防火林帶，防止農事用火引起的火災；在居民區和場界也要設置林帶。在佈局上還要註重因害設防，在田坎、墳墓周邊火災高發區周圍營造防火林帶。
防火林帶的營造技術[1]
- 1．樹種選擇
生物防火林帶設置的基本條件是：造林面積在100hm2以上，且為非防火樹種組成的針葉樹純林或富有揮發性物質、油脂、易燃性樹脂等其他闊葉樹種的純林林分，或混交比例達不到30％的林分。
- 2．林帶空間配置
防火林帶一般設置在山脊、林地邊緣、道路兩側、田林交界、集中墓地與森林交界處、人為活動頻繁、火災易發生地段，主要位置應設置在山脊線上，最能有效地阻止林火蔓延。
- 3．林帶寬度、密度
主林帶寬度約為30m，方向為東西走向，與防火期風主方向垂直，副林帶寬度約為20m，為南北走向，與主林帶方向垂直。根據地勢、地貌、火險等級等因素，確定合理密度。密度越大，防火效果越好，但隨著林帶密度的增大，工程投資也隨之增加，而且占用林地面積就越多。
- 4．林帶營造措施
①整地 一般以小穴狀整地和魚鱗坑整地為主，將周圍雜草清理乾凈。魚鱗坑的規格為40cm×40cm×30cm，宜在雨季或入冬前進行。
②栽植 根據造林樹種確定栽植時間，有條件的地方，可栽植2年生以上大苗或容器苗，以提高造林成活率。一般造林密度為防護林1m×2m、經濟林2m×3m或3m×4m。
③撫育管護 每年的6—7月份撫育1次，主要包括修枝、割灌、除草、防治病蟲害、苗木補植、清除病腐木及林內的枯枝落葉等易燃物，並禁止在林內堆放，以免造成新的火災隱患。連續撫育5年以上，遇到特別乾旱年份應及時澆水。撫育時可適當追施氮肥或複合肥。
