閩北山地不同森林可燃物的含水率及持水性能比較

汪夜印

(福建省浦城縣林業(yè)局，福建 南平 353400)

汪夜印

(福建省浦城縣林業(yè)局，福建 南平 353400)

對(duì)閩北山區(qū)7種主要森林類(lèi)型中的活可燃物含水率和枯落物持水能力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：杉木和木荷的鮮葉和鮮枝同時(shí)具有較高的最大含水率，而不同樹(shù)種枯落物的最大持水率相差不大，以油茶林最高，毛竹林最小。不同樹(shù)種鮮葉失水最快的是丹桂；其次為毛竹和青岡；失水最慢的為油茶和木荷。鮮枝失水最快的為毛竹；其次為油茶和青岡；失水最慢的為杉木和木荷。林下植被失水最快的是油茶林、馬尾松林和毛竹林；杉木林和青岡林失水較慢。枯落物失水最快的是青岡林和杉木林；最低為油茶林和馬尾松林。

森林可燃物；含水率；持水性能

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害，具有破壞森林結(jié)構(gòu)、危害野生動(dòng)物、引起水土流失和空氣污染、使下游河流水質(zhì)下降等嚴(yán)重危害[1]。森林可燃物是森林燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是林火行為的主體，是林火管理的基本依據(jù)[2]。有研究表明，可燃物濕度對(duì)林火蔓延和有效輻射率均有重大影響，它是預(yù)測(cè)林火發(fā)生、林火行為、火險(xiǎn)等級(jí)的主要根據(jù)[3]。因此，森林可燃物的含水率和持水性能被認(rèn)為是影響林火發(fā)生及火燒強(qiáng)度的重要因素，也是判斷森林是否具有潛在火行為的關(guān)鍵條件[3-5]。目前，針對(duì)可燃物的研究國(guó)內(nèi)已有大量報(bào)道，研究地點(diǎn)集中在大興安嶺、昆明[10-12]、重慶[13]等諸多地區(qū)。在福建省，已有研究對(duì)全省2000—2010年林火排放污染物時(shí)空動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了報(bào)道[14]，并提出了福建省夜間森林火災(zāi)的特點(diǎn)及撲救對(duì)策[15]。但從全省來(lái)看，尚缺少針對(duì)具體的森林可燃物含水率和持水性能的綜合評(píng)價(jià)研究，而此對(duì)于不同森林類(lèi)型特定防火技術(shù)的制定具有重要的指導(dǎo)意義。鑒于此，本研究選擇了閩北山地的不同森林類(lèi)型作為研究對(duì)象，對(duì)其主要樹(shù)種枝葉的含水率和持水性進(jìn)行了觀測(cè)，目的是揭示不同森林可燃物燃燒的難易程度，為耐火樹(shù)種的篩選提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于福建省浦城縣，地處福建省最北部，閩、浙、贛三省七縣結(jié)合部，全境處于118°11′—118°49′ E，27°32′—28°22′ N，全縣林業(yè)用地面積2 717.3 km2，占土地總面積3 383 km2的80.4%，是被譽(yù)為“八山半水分半田”的林業(yè)大縣，森林覆蓋率75.02%，是全國(guó)南方重點(diǎn)林區(qū)縣、全國(guó)一級(jí)森林火險(xiǎn)區(qū)劃重點(diǎn)縣。氣候上屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有春、夏、秋、冬四季分明和災(zāi)害性天氣頻繁的特點(diǎn)。

1.2 樣地設(shè)置

樣地選在森林火災(zāi)多發(fā)的南平市浦城縣仙陽(yáng)鎮(zhèn)。位置選森林火災(zāi)易發(fā)或危險(xiǎn)性高的山腳田邊或山坡中下部；林分選擇齡組相近(樹(shù)齡18～29 a，同為中齡林或近熟林或盛產(chǎn)期)，郁閉度為0.7～0.9的林分；選取油茶林、馬尾松林、杉木林、木荷林、毛竹林、常綠闊葉林等6類(lèi)閩北山地常見(jiàn)、有代表性的林分和鄉(xiāng)土樹(shù)種丹桂共7種林分作為研究對(duì)象。

1.3 調(diào)查方法

在2016年12月，即火災(zāi)易發(fā)期的冬季，對(duì)不同樹(shù)種的胸徑、樹(shù)高和保存密度、樹(shù)種組成、林下植被和枯落物等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，調(diào)查結(jié)束后進(jìn)行樣品采集，樣品選易遭受森林火災(zāi)危害和易燒燒的直徑0.5 cm以下嫩枝和嫩葉、林下植被、林下凋落物和丹桂的嫩枝、嫩葉等。

7個(gè)樹(shù)種(油茶、馬尾松、杉木、木荷、毛竹、常綠闊葉樹(shù)、丹桂)嫩枝、嫩葉樣品各2個(gè)，6個(gè)林下植被(除丹桂外)樣品，每個(gè)樣品300 g；6類(lèi)林分(除丹桂外)凋落物樣品各1個(gè)，每個(gè)樣品200 g，共26個(gè)樣品，放入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室分析。

枝葉含水率測(cè)定：將所有樹(shù)種新鮮枝葉樣品及林下植被樣品各取100 g放入80℃烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干，從0 h開(kāi)始每隔0.5 h稱質(zhì)量一次，至4.5 h結(jié)束，之后烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算含水率，每個(gè)樣品3次重復(fù)。

枯落物持水率測(cè)定：將每個(gè)樹(shù)種枯落物取樣200 g裝入網(wǎng)袋浸入水中24 h后撈出吸干自由水，然后放入烘箱40 ℃烘干，從0 h開(kāi)始每隔0.5 h稱質(zhì)量一次，至4.5 h結(jié)束，之后烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算持水率。

含水率=(濕質(zhì)量-干質(zhì)量)/濕質(zhì)量×100%。

表1 閩北山地不同樹(shù)種樣地調(diào)查基本情況表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同森林可燃物的含水率比較

表2 閩北山地不同樹(shù)種活可燃物含水率和枯落物最大持水率

閩北山地不同樹(shù)種葉片含水率最大的為杉木，含水率為60.3%，顯著大于其他樹(shù)種；其次為馬尾松、木荷、毛竹；最小的為丹桂，僅為49.3%。枝條含水率最大的也為杉木，其含水率也為60.3%；其次為油茶、木荷；最小的為丹桂，含水率僅為31.3%，顯著小于其他樹(shù)種。林下植被層含水率最大的為杉木和青岡，分別為58.3%和56.3%，與其他3個(gè)樹(shù)種間差異顯著；不同枯落物持水率相差不大，最大的為油茶，達(dá)到69%，其次為青岡，最小為毛竹，僅為60%。

2.2 不同樹(shù)種可燃物失水率隨時(shí)間的變化分析

由圖1可見(jiàn)，隨著時(shí)間推移，不同可燃物以鮮葉的失水率較快，而鮮枝的失水率變化較為平緩；鮮葉中失水最快的是丹桂，在4.5 h時(shí)含水率已經(jīng)由49.3%降為19.3%，降幅為60.6%，其次為毛竹和青岡，4.5 h內(nèi)含水率的降幅分別為48.4%和40%，失水最慢的為油茶和木荷，4.5 h內(nèi)含水率的降幅分別為29.2%和31.3%。

鮮枝失水最快的為毛竹，4.5 h內(nèi)含水率由40.7%降為16.8%，降幅為58.7%，其次為油茶和青岡，降幅分別為31.9%和29.3%，失水最慢的為杉木和木荷，4.5 h內(nèi)其含水率的降幅分別為13.8%和16.5%。

林下植被失水最快的是油茶林、馬尾松林和毛竹林，4.5 h內(nèi)含水率降幅分別為49.5%、48.9%和47.9%，杉木林和青岡林中林下植被的失水較慢，4.5 h內(nèi)含水率降幅分別為17.9%和26.3%。

枯落物失水最快的是青岡林和杉木林，4.5 h內(nèi)含水率降幅分別為60.5%和59.6%，其次為毛竹林和木荷林，降幅分別為48.3%和42.4%，最低為油茶林和馬尾松林，降幅分別為33.2%和37.5%。

3 結(jié)論與討論

3.1 森林可燃物的含水率和持水能力是評(píng)判森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)程度的重要指標(biāo)。本文對(duì)福建北部山區(qū)7種主要森林類(lèi)型中的活可燃物含水率和枯落物持水能力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，杉木和木荷的鮮葉和鮮枝同時(shí)具有較高的最大含水率，而不同樹(shù)種枯落物的最大持水率相差不大，以油茶林最高，毛竹林最小。

3.2 不同樹(shù)種鮮葉失水最快的是丹桂，其次為毛竹和青岡，失水最慢的為油茶和木荷；鮮枝失水最快的為毛竹，其次為油茶和青岡，失水最慢的為杉木和木荷；林下植被失水最快的是油茶林、馬尾松林和毛竹林，杉木林和青岡林失水較慢；枯落物失水最快的是青岡林和杉木林，最低為油茶林和馬尾松林。

3.3 不同樹(shù)種鮮枝葉在不同坡位、季節(jié)都有一定差異，且同一樹(shù)種不同部位枝和葉、老葉和新葉、老枝和新枝的含水率，同種林分不同植被種類(lèi)、不同人類(lèi)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)影響下的林下植被含水率，不同坡向森林枯落物持水率，這些都有差別[16]，而本研究?jī)H在下坡位和冬季選取實(shí)驗(yàn)材料，故在不同坡位、不同季節(jié)鮮枝葉含水率還有待進(jìn)一步研究。此外，不同類(lèi)型森林燃燒不僅與森林枯落物持水率、林下植被和鮮枝葉含水率相關(guān)，還受地形地貌、濕度、溫度、風(fēng)力、樹(shù)種內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如：馬尾松分泌松脂)等影響，因此，除了含水率之外，要綜合樹(shù)種特性與環(huán)境因子等多種因素才能進(jìn)行不同森林可燃物耐火性能的科學(xué)評(píng)定。

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Comparison of Moisture Content and Water-holding Capacity of Different Forest Combustibles in Northern Fujian Province

Wang Yeyin

(Pucheng County Forestry Bureau of Fujian Province, Nanping 354000, China)

The water content of active combustible plants and the water holding capacity of litter in seven major forest types in northern Fujian Province were studied. Result shows that fresh leaves and fresh branches ofCunninghamialanceolata&Schimasuperbahave high maximum water content. The maximum water holding capacity of different tree litter is not much different, withCamelliaoleiferabeing the highest,Phyllostachysheterocyclabeing the minimum. Among different trees, water-loss of fresh leaves forOsmanthusfragransis the fastest, followed byPhyllostachysheterocyclaandCyclobalanopsisglauca, water-loss forCamelliaoleifera&Schimasuperbaare the slowest; fresh branches of the fastest water-loss isPhyllostachysheterocycla, followed byCamelliaandCyclobalanopsisglauca, and the water-loss ofCunninghamialanceolataandSchimasuperbaare the slowest; among vegetation under the crown,water-loss ofCamelliaoleifera,PinusmassonianaandPhyllostachyspubescensare the fastest; water-loss ofCunninghamialanceolata&Cyclobalanopsisglaucaare slow; for litter,water-loss ofCyclobalanopsisglauca&Cunninghamialanceolataare the fastest;Camelliaoleifera&Pinusmassonianaforest are the lowest.

forest combustible; water content; water holding capacity

1005-5215(2017)08-0070-03

2017-07-10

汪夜印(1972-)，男，福建浦城人，大學(xué)，工程師，主要從事森林防火與森林經(jīng)營(yíng)研究，Email：pclyjwyy888@163.com

S

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.022