塞罕壩林場(chǎng)不同林型地表枯落物特性及對(duì)應(yīng)火險(xiǎn)特征研究

丁永全 舒立福 吳 松 李 華 孫文國(guó) 王明玉 趙鳳君

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國(guó)家林業(yè)和草原局森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091；2.大興安嶺地區(qū)農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院，黑龍江嫩江源森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，黑龍江 加格達(dá)奇 165000；3.塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)總場(chǎng)護(hù)林防火辦公室，河北 承德 068466）

森林火災(zāi)是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的自然干擾過(guò)程之一，也是森林面臨的主要自然災(zāi)害，其突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、危險(xiǎn)性高、處置困難，甚至引發(fā)生態(tài)災(zāi)難和社會(huì)危機(jī)。以變暖為主要特征的氣候變化在某些區(qū)域已經(jīng)顯著增加了森林火災(zāi)的發(fā)生頻率[1]。隨著全球變暖的持續(xù)，火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步加大[2]。地表枯落物是森林火災(zāi)燃燒的最有效可燃物，直接影響著森林火災(zāi)的引燃率、成災(zāi)率、蔓延速度和火強(qiáng)度[3-7]。林齡、郁閉度、樹(shù)種、平均樹(shù)高、平均胸徑、立地條件等是影響枯落物載量的重要因子[8-9]。林分不同引發(fā)森林火災(zāi)的潛在火行為存在差異；不同樹(shù)種的可燃物理化性質(zhì)差異較大，影響樹(shù)種的易燃性；不同森林類型的地表可燃物負(fù)荷量差異，影響地表火強(qiáng)度的關(guān)鍵因素；冠層可燃物垂直分布及冠基高度與樹(shù)冠火發(fā)生類型關(guān)系密切[10-11]。對(duì)于林相整齊的人工林，枯落物厚度在反映森林火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性方面的作用幾乎等同于枯落物的載量，且同時(shí)具有測(cè)定快速、便捷的特點(diǎn)，特別適合于大面積森林區(qū)域火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性的評(píng)估[12]。地表枯落物的密實(shí)度對(duì)火災(zāi)發(fā)生有重要影響。密實(shí)度小的枯落物層，空隙大，有充足的空氣可滿足可燃物燃燒；而密實(shí)度大的枯落物層，空隙小或無(wú)空隙，不能為可燃物燃燒提供充足的氧氣[13]。

塞罕壩林場(chǎng)位于冀北山地與蒙古高原交匯區(qū)，是亞洲最大的國(guó)有人工林場(chǎng)，森林覆蓋率約76.14%[14-15]。在全球氣候變暖背景下，林場(chǎng)的火災(zāi)發(fā)生形勢(shì)極其嚴(yán)峻；特別是塞罕壩林場(chǎng)以落葉松（Larixspp.）等針葉純林為主要植被類型的特殊森林生態(tài)系統(tǒng)格局，使其在防災(zāi)救災(zāi)上的壓力逐年激增[16-18]，當(dāng)前急需對(duì)林場(chǎng)不同森林的火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估，以制定有針對(duì)性的林火防控措施，將林火對(duì)自然資源的破壞降到最低。本研究以塞罕壩林場(chǎng)小班為研究單位，以地表枯落物及林分特征為主要研究?jī)?nèi)容，結(jié)合樹(shù)種生物學(xué)特性和枯落物理化性質(zhì)，對(duì)林場(chǎng)不同森林的火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，以期為林場(chǎng)森林火災(zāi)防控措施的制定提供參考。

1 研究區(qū)概況

塞罕壩林場(chǎng)（116°51′～117°39′E，42°02′～42°36′N）地處內(nèi)蒙古高原南緣，屬陰山山脈與大興安嶺余脈的交接地帶，地勢(shì)北高南低，呈現(xiàn)由北向南傾斜之勢(shì)。由壩緣山脈、高原丘陵和曼甸組成，東部北部多為曼甸，西部為波狀起伏的半固定沙丘，地勢(shì)平坦，南部為壩緣山地，山高坡陡。海拔1010～1940 m，平均坡度20°左右。

林場(chǎng)北與內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤，西與御道口林場(chǎng)相鄰，東、南與圍場(chǎng)縣相連，南北長(zhǎng)58.6 km，東西寬65.6 km，距北京市460 km，土地總面積92634.7 hm2，其中有林地面積68842.5 hm2。塞罕壩林場(chǎng)為全國(guó)重點(diǎn)大型人工林林場(chǎng)，有6 個(gè)分場(chǎng)，30 個(gè)營(yíng)林區(qū)。

塞罕壩林場(chǎng)屬寒溫性大陸季風(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)，低溫寒冷；春短，干燥多風(fēng)；夏季不明顯，光照強(qiáng)烈。晝夜溫差大，降水少、蒸發(fā)量大，風(fēng)多且大，易春旱，生長(zhǎng)期短。大風(fēng)、沙暴、干旱、霜凍等災(zāi)害性天氣較多。年均氣溫?1.2 ℃，年均降水量452 mm，主要集中于6—8 月，年均積雪日數(shù)169 d，年均相對(duì)濕度為68%。風(fēng)多是本區(qū)氣候的主要特點(diǎn)之一，年均6 級(jí)以上的大風(fēng)日數(shù)68.7 d，以西北風(fēng)為主。干燥多風(fēng)的春季和秋季，特別是春季，是林場(chǎng)火災(zāi)發(fā)生的主要季節(jié)。林場(chǎng)自建場(chǎng)以來(lái)始終實(shí)施嚴(yán)格的防火措施，近60 年來(lái)從未有成規(guī)模的森林火災(zāi)發(fā)生[19]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007—2016 年間發(fā)生火警（火面積1 hm2以下）37 起。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

地表枯落物主要包括枯葉、枯草、直徑小于0.64 cm 的凋落小枝等細(xì)小可燃物，為1 h 時(shí)滯可燃物[20-21]。枯落物厚度通過(guò)在小班內(nèi)設(shè)置調(diào)查樣地的方式獲得，共調(diào)查了13101 個(gè)小班。調(diào)查樣地規(guī)格10 m×10 m，設(shè)置在遠(yuǎn)離道邊的位置，避免過(guò)多的人為干擾。由于小班面積差異較大，從0.04 hm2到84.7 hm2不等，因此小班內(nèi)樣地設(shè)置數(shù)量不同；10 hm2以內(nèi)的小班，設(shè)置3 塊樣地；小班面積超過(guò)10 hm2的，每增加10 hm2面積，即增加1 塊樣地，但最多不超過(guò)5 塊樣地。

2.2 樣地調(diào)查方法

樣地調(diào)查時(shí)，記錄小班地理位置、面積、海拔、樹(shù)種、林齡、郁閉度等信息。樣地內(nèi)沿對(duì)角線設(shè)置調(diào)查樣線，樣線上每隔2 m 設(shè)置1 個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)，每個(gè)樣地共5 個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)。每個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)設(shè)20 cm × 20 cm 小樣方；用鐵鍬或小鏟至少把小樣方的一個(gè)縱切面清理整齊，在保持表層可燃物結(jié)構(gòu)和形狀沒(méi)有干擾的情況下，用刻度尺量測(cè)枯落物厚度，精確到0.1 cm。

2.3 林分因子

1）樹(shù)種：樹(shù)種分為4 組，分別為落葉松、樟子 松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）、樺樹(shù)（Betulaspp.）和其他。落葉松主要是華北落葉松（Larix principis–rupprechtii），其是林場(chǎng)的地帶性植被類型，屬寒溫性落葉針葉林。林場(chǎng)的樟子松林屬于寒溫性常綠針葉林，均為人工種植；樺樹(shù)，主要是白樺（Betula platyphylla）；白樺林在林場(chǎng)內(nèi)分布面積較廣，為林場(chǎng)主要的天然次生林。“其他”包括栽培楊（Populussp.）、柞樹(shù)（Quercus mongolica）、山楊（Populus tremula）、山丁子（Malus baccata）、山杏（Prunns mandshurica）、柳樹(shù)（Salix matsudana）、榆樹(shù)（Ulmus pumila）、云杉（Picea asperata）、油松（Pinus tabuliformis）等。

2）齡組：齡組的劃分依據(jù)中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《主要樹(shù)種齡級(jí)與齡組劃分》（LY/T 2908—2017）[22]，即幼齡林≤20 a，中齡林21～30 a，近熟林31～40 a，成熟林41～60 a，過(guò)熟林≥61 a。

3）郁閉度：郁閉度指森林中喬木樹(shù)冠在陽(yáng)光直射下在地面的總投影面積（冠幅）與此林地（林分）總面積的比值[23]。它是反映森林結(jié)構(gòu)和森林環(huán)境的一個(gè)重要因子，森林郁閉度大小直接影響林下可燃物的數(shù)量、含水率和林內(nèi)光線、溫度和風(fēng)速等小氣候的變化，一般情況下郁閉度愈大，林內(nèi)光線愈弱，溫度愈低，蒸發(fā)量愈小，濕度愈大，不易燃燒；郁閉度愈小，雜草愈多，則發(fā)生火災(zāi)的可能性愈大。但是，郁閉度大，樹(shù)冠相接緊密，一旦著火，能助長(zhǎng)樹(shù)冠火的發(fā)展；而郁閉度小則易形成地表火，且蔓延速度較快[24-25]。

2.4 火行為指標(biāo)

地表枯落物厚度是預(yù)測(cè)森林火險(xiǎn)的主要參數(shù)之一，再結(jié)合樹(shù)種生物學(xué)特性和枯落物理化性質(zhì)，對(duì)塞罕壩林場(chǎng)不同森林的火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，主要林火行為包括：火強(qiáng)度、林火引燃難易、樹(shù)冠火引燃難易、林火對(duì)林木的傷害等[13]。

1）火強(qiáng)度：在單位面積上單位時(shí)間內(nèi)燃燒釋放的能量（或功率），是衡量林火危害性的定量指標(biāo)，用來(lái)估算某種林型經(jīng)過(guò)火燒后的受害程度[10]。

2）林火引燃難易：是引起森林火災(zāi)的先決條件，可燃物能否燃燒，取決于最低引火能量，影響林火引燃的因素有可燃物燃點(diǎn)、可燃物含水率、火源種類等。林地引火物多、最低引火能量愈小，則愈易著火[9]。

3）樹(shù)冠火引燃難易：樹(shù)冠火是由地表火遇強(qiáng)風(fēng)或遇到幼樹(shù)群、枯立木或低垂樹(shù)枝，燒至樹(shù)冠并順風(fēng)擴(kuò)展，長(zhǎng)期干旱的針葉林、幼中林或異齡林易發(fā)生樹(shù)冠火[13]。

4）林火對(duì)林木的傷害：林火對(duì)樹(shù)木的傷害是多方面的，從樹(shù)木本身到種群和群落，也決定于樹(shù)木對(duì)火的抗適應(yīng)能力，一般抗火性強(qiáng)、易萌生的樹(shù)種受火災(zāi)影響較小[13]。

2.5 數(shù)據(jù)分析

本研究中利用SPSS 軟件按樹(shù)種、齡組分類統(tǒng)計(jì)不同森林的面積占比、郁閉度和枯落物厚度的平均值并進(jìn)行分析；采用Excel 軟件進(jìn)行圖表繪制。

3 結(jié)果與分析

3.1 塞罕壩林場(chǎng)不同樹(shù)種森林地表枯落物的差異

塞罕壩林場(chǎng)不同樹(shù)種森林面積占比見(jiàn)圖1。由圖1 可知，落葉松林面積占比最大為52.04%，其次為白樺林25.36%，樟子松林占比12.15%，三者占到全部有林地面積的89.55%，其他樹(shù)種僅占比10.45%。落葉松林在全林區(qū)分布最廣，白樺林與落葉松林相間分布，二者主要分布在林場(chǎng)的中部和東部，特別是向北和向南延展的兩翼上；樟子松林的分布較集中，主要位于向西伸展的區(qū)域，因?yàn)槲鞑渴堑貏?shì)平坦的半固定沙丘，為樟子松的適生區(qū)域。

圖1 塞罕壩林場(chǎng)不同森林面積占比Fig.1 Percent of area of different forests in Saihanba forestry center

塞罕壩林場(chǎng)森林地表枯落物普遍較厚，平均厚度4.3 cm（表1），不同樹(shù)種森林的地表枯落物厚度有明顯的差異，最厚為落葉松林4.9 cm，其次為白樺林4.6 cm，其他林分3.2 cm，最薄為樟子松林2.1 cm。

面積占比最大的地表枯落物厚度分級(jí)為5.0～5.9 cm，占比32.8%；其后依次為厚度2.0～2.9 cm，占比13.9%；厚度3.0～3.9 cm，占比13.7%；厚度<1.0 cm，占比10.9%；厚度>6.0 cm，面積占比17.8%，主要分布在林場(chǎng)的東部特別是向北延展的區(qū)域，即落葉松林和白樺林分布區(qū)。地表枯落物厚度大，林火一旦引燃，地表火強(qiáng)度大，火焰高，延燒樹(shù)冠引燃樹(shù)冠火的機(jī)率大。

塞罕壩不同樹(shù)種地表枯落物厚度差異與樹(shù)種本身的生物學(xué)特性有關(guān)，由圖2 可知，不同樹(shù)種的森林地表枯落物特征存在差異。

圖2 不同樹(shù)種森林的地表枯落物Fig.2 Litter of different forests

3.2 塞罕壩林場(chǎng)不同郁閉度森林地表枯落物的差異

塞罕壩林場(chǎng)的總體郁閉度較大，均值為0.63（表1）。面積占比最大的郁閉度分級(jí)為0.70～0.79，占比23.3%，其后依次為郁閉度0.60～0.69，占比21.5%；郁閉度0.80～0.89，占比18.0%；郁閉度0.50～0.59，占比>11.3%；郁閉度大于0.90的林分面積占比達(dá)到7.5%。林分郁閉度大，則林內(nèi)光照不足，林分自然整枝效果明顯，地表枯落物數(shù)量增多；同時(shí)，林火一旦被引燃，樹(shù)冠火發(fā)生概率大。

表1 不同樹(shù)種的不同齡組森林的面積占比、郁閉度、地表枯落物厚度Table 1 Percent of forest area,crown density and depth of litter of different forests

不同樹(shù)種森林的郁閉度范圍在0.54～0.68 之間，整體差異較小。白樺林郁閉度最大0.68，其次為落葉松林0.64，樟子松和其他林分郁閉度較小，分別為0.56 和0.54。

不同郁閉度森林的地表枯落物厚度存在差異。一般情況下，森林郁閉度大的森林，其地表枯落物較厚，如白樺近熟林郁閉度最高為0.71，地表枯落物厚度最大5.8 cm；白樺中齡林和幼林齡郁閉度分別為0.69、0.67，其枯落物厚度分別為4.8、4.1 cm。但是也有例外，落葉松林郁閉度高的地表枯落物厚度反而較小，如落葉松中齡林郁閉度為0.67，地表枯落物厚度為4.8 cm，過(guò)熟林郁閉度為0.60，而地表枯落物厚度為5.6 cm，主要是由于落葉松針葉難以腐爛分解的原因。

3.3 塞罕壩林場(chǎng)不同齡組森林地表枯落物的差異

塞罕壩林場(chǎng)森林的齡組集中在幼齡林、中齡林和近熟林（圖3），面積占比分別為32.71%、31.87%、30.85%，三者之和為95.43%；近熟林和過(guò)熟林面積占比較少，僅4.28%和0.29%。

圖3 塞罕壩林場(chǎng)不同齡組森林的面積占比Fig.3 Percent of forest area of different age groups in Saihanba forestry center

落葉松近熟林面積占比最大（表1），占所有落葉松林的49.01%，全部有林地的25.33%，且在林場(chǎng)內(nèi)分布相對(duì)均勻；其次為中齡林，占所有落葉松林的26.83%，全部有林地的13.87%；幼齡林分別占20.15% 和10.41%；成熟林占比較小，分別占3.98% 和2.06%；過(guò)熟林很少。白樺中齡林占比最大，分別占所有白樺林和全部有林地的43.83%和11.11%，其次為幼齡林，分別占比為36.62%和9.28%；再次為近熟林，分別占比為14.22%和3.61%。樟子松中齡林和幼齡林占所有樟子松林的44.49% 和44.36%，二者總和占到樟子松林的88.85%。其他林分絕大部分為幼齡林，占比70.90%。

不同齡組森林的郁閉度都呈現(xiàn)隨林齡先增后降的趨勢(shì)（表1）。樟子松幼齡林的郁閉度為0.41，中齡林郁閉度增加到最大值0.69，近熟林下降到0.68，成熟林最小為0.63；其他林分幼齡林0.51，中齡林增加到0.56，近熟林達(dá)到最大為0.72，成熟林下降到最低為0.59；白樺幼齡林的郁閉度為0.67，中齡林增加到0.69，近熟林達(dá)到最大值0.71，而后成熟林下降到0.67，過(guò)熟林0.66；落葉松各齡組的郁閉度差異相對(duì)較小，幼齡林最小0.63，隨后中齡林郁閉度增加到最大值0.67，近熟林、成熟林和過(guò)熟林的郁閉度逐漸下降到0.63、0.62、0.60。

塞罕壩林場(chǎng)地表枯落物厚度隨林齡增加會(huì)逐漸增加，如落葉松幼齡林枯落物厚度為3.8 cm，中齡林增加到4.8 cm，近熟林為5.3 cm，成熟林和過(guò)熟林增加不多，分別為5.4 cm 和5.6 cm。樟子松幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林的枯落物厚度分別為1.1、2.9、2.6、3.0 cm，從幼齡林到中齡林變化很大，枯落物厚度增加了近2.0 cm，應(yīng)該是林分郁閉度由0.40 增加到0.67 導(dǎo)致林內(nèi)枯落物大量增加所致，中齡林到成熟林枯落物厚度僅有緩慢增加。其他林分的幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林的枯落物厚度的變化趨勢(shì)與落葉松林和樟子松林相似，厚度分別為2.9、

3.5、4.0、4.4、4.3 cm。

白樺林地表枯落物厚度變化趨勢(shì)與以上林分不同，其幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林的枯落物厚度的變化呈先增加后降低的趨勢(shì)，厚度分別為4.1、4.8、5.8、3.3、3.5 cm。這是由于白樺成熟林和過(guò)熟林中自然死亡林木增加，導(dǎo)致數(shù)量較少，加上它的葉片易碎、易腐爛，導(dǎo)致地表死可燃物較少。

3.4 塞罕壩林場(chǎng)地表枯落物對(duì)火災(zāi)的影響

3.4.1 對(duì)地表火強(qiáng)度的影響

枯落物是地表火消耗的主要可燃物，枯落物厚，可燃物載量大，則火強(qiáng)度大。塞罕壩林場(chǎng)地表枯落物普遍較厚（表1），表明最易燃的有效可燃物載量極大，具有發(fā)生高強(qiáng)度地表火的潛在危險(xiǎn)。

從枯落物厚度的角度，地表火強(qiáng)度最大的森林是落葉松林，其次是白樺林。落葉松林中枯落物最厚的是過(guò)熟林5.6 cm，其次是成熟林5.4 cm和近熟林5.3 cm。雖然落葉松近熟林的枯落物不是最厚的，但其面積占比是落葉松林的49.01%，全部有林地的25.33%，且林分郁閉度由中齡林的0.67 降到0.63，會(huì)使林內(nèi)光照增強(qiáng)，地表可燃物含水率降低，枯落物更易燃燒，所以落葉松中齡林內(nèi)枯落物一旦被引燃，地表火強(qiáng)度會(huì)最大。白樺近熟林的枯落物厚度5.8 cm，是所有白樺林中最厚的，也是地火表強(qiáng)度較大的林分。

3.4.2 對(duì)火災(zāi)引燃的影響

枯落物含水率是林火能否被引燃的關(guān)鍵因素。林分郁閉度和枯落物密實(shí)度是影響枯落物含水率的重要因子。郁閉度低的林分，林內(nèi)有更多的光照，枯落物更易干燥。密實(shí)度小的枯落物層含有較多的空隙，更易被引燃。

樟子松林郁閉度0.56，其他森林0.54，白樺林0.68 和落葉松林0.64。幼齡林郁閉度低，林內(nèi)充分的光照使地表枯落物含水率低，且易滋生雜草，干枯后即成為極易燃的細(xì)小可燃物。樟子松幼齡林郁閉度僅0.41，地表枯落物大部分為干枯的林間雜草，易被引燃。雖然白樺林郁閉度高，但秋季樹(shù)葉全部脫落，干燥多風(fēng)的春季和秋季使地表枯落物含水率大幅下降，易被引燃。

落葉松林枯落物主要是細(xì)密的針葉，密實(shí)度最大（圖2）；樟子松林為寒溫性常綠針葉林，每年僅有部分針葉脫落，地表枯落物厚度比落葉松林和樺樹(shù)林低，但由于樟子松針葉較大，枯落物密實(shí)度較小，一方面利于枯落物的干燥，另一方面也利于枯落物的引燃和燃燒蔓延[26]。白樺林枯落物主要是落葉，其密度實(shí)最小；同時(shí)隨著林齡增大，含油脂的樺樹(shù)皮大片干燥脫落，大大增強(qiáng)被引燃的概率[27]。

3.4.3 對(duì)樹(shù)冠火發(fā)生的影響

樹(shù)冠火一般由高強(qiáng)度地表火通過(guò)階梯狀可燃物延燒至樹(shù)冠而形成。人工林經(jīng)營(yíng)往往采取密植的方式，隨著林木生長(zhǎng)，林分郁閉度快速增大，中下部枝條因得不到陽(yáng)光而死亡，死枝仍存留在樹(shù)干上，變成極易燃的階梯可燃物，在發(fā)生高強(qiáng)度地表火時(shí)，即有引發(fā)樹(shù)冠火的隱患。

落葉松幼齡林地表枯落物雖然沒(méi)有近熟林厚（表1），但也有3.8 cm，地表火一旦被引燃，火強(qiáng)度也會(huì)很大，若此時(shí)幼齡林仍未修枝，引燃樹(shù)冠火的概率大大增加。林場(chǎng)最西端的三道河口分場(chǎng)基本都在塞罕壩國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，林內(nèi)植被覆蓋率高且未進(jìn)行修枝，樹(shù)冠火隱患大。

3.4.4 對(duì)林木的傷害

火對(duì)林木的傷害，除取決于火強(qiáng)度外，還決定于林木自身對(duì)火的抵抗能力。白樺自身萌蘗能力強(qiáng)，即使火燒死了地上枝干，其也可以通過(guò)根孽萌生出新的枝條。針葉幼樹(shù)對(duì)林火的抵抗力最低，一旦樹(shù)冠著火，必然死亡；隨著林木長(zhǎng)大，樹(shù)冠層遠(yuǎn)離地表，且樹(shù)皮增厚，中齡林、近熟林對(duì)林火的抵抗力逐漸增強(qiáng)。

快速生長(zhǎng)的落葉松幼齡林，一般不會(huì)進(jìn)行修枝，即使進(jìn)行修枝，高度也不超過(guò)樹(shù)高的1/3，一旦發(fā)生地表火，極易灼燒至樹(shù)冠，導(dǎo)致幼樹(shù)死亡。樟子松幼齡林的情況尤其嚴(yán)重，因?yàn)槠溆糸]度很低，僅0.41，林內(nèi)光照充足，地表枯落物含水率不僅低，還有大量干枯的雜草，是最易被引燃的林分。其他森林的幼齡林面積占比71%，林分郁閉度雖比樟子松幼齡林高，但也僅有0.51，屬較低林分郁閉度，林內(nèi)較多的干枯雜草和低含水率的地表枯落物導(dǎo)致其易燃性高，林火一旦引燃，林木受傷害較大[28]。

4 結(jié)論與討論

塞罕壩林場(chǎng)森林中落葉松林占比超過(guò)50%，其次為白樺林（25%）和樟子松林（12%）。森林以幼齡林和中齡林為主，二者之和超過(guò)全部有林地的65%；近熟林占全部林地的31%，主要是落葉松林。森林郁閉度普遍較大，平均為0.63；地表枯落物較厚，平均為4.3 cm。從地表枯落物厚度的角度，潛在地表火強(qiáng)度最大的森林是落葉松近熟林，其次是白樺近熟林；最易被引燃的森林是樟子松幼齡林，其次是白樺過(guò)熟林和成熟林；最易引燃樹(shù)冠火的是未修枝的落葉松林和樟子松林；最易受傷害的是落葉松幼齡林和樟子松幼齡林。

塞罕壩林場(chǎng)所有林分中近熟林的郁閉度較大，幼齡林的郁閉度較小。幼齡林郁閉度低，林分光照充足，林內(nèi)雜草生長(zhǎng)旺盛，導(dǎo)致易燃細(xì)小可燃物數(shù)量增多，且含水率低，地表可燃物極易被引燃，形成地表火；同時(shí)，由于郁閉度低，林分整枝不良，存在大量階梯可燃物，地表火一旦引燃，易隨階梯可燃物延燒到樹(shù)冠，引發(fā)高強(qiáng)度樹(shù)冠火；幼齡林木樹(shù)皮薄，抗火性弱，且通常較矮，即使地表火也會(huì)導(dǎo)致針葉被灼傷甚至燒死，因此幼齡林易被引燃，且引燃后造成的林木傷害遠(yuǎn)大于其他齡組的林分。

樹(shù)種生物特性差異，引起不同樹(shù)種林分地表枯落物差異，如落葉松林為寒溫性針葉落葉林，每年落葉，針葉狹小、細(xì)密，且死可燃物的分解較其他樹(shù)種緩慢，在林地表面易形成一層很密實(shí)的枯落物層。樟子松林為寒溫性常綠針葉林，每年針葉只部分凋落，所以枯落物積累速度會(huì)低于落葉松林。白樺為闊葉樹(shù)種，葉片較多，每年落葉，但白樺葉片比松針易碎、易腐爛，因此地表積累的死可燃物較多，但少于落葉松林。其他林分中多為闊葉林，每年落葉，枯落物厚度積累也較快。

地表枯落物是森林燃燒性的主要決定因子之一，對(duì)林火行為有著重要的影響[29]。本研究對(duì)表征有效可燃物載量的枯落物厚度進(jìn)行了研究，取得了較好的研究結(jié)果，為評(píng)估林場(chǎng)不同森林的火災(zāi)危險(xiǎn)性提供了數(shù)據(jù)支撐。含水率是枯落物的另一個(gè)重要參數(shù)[13]，其與可燃物載量一起共同決定枯落物對(duì)火災(zāi)的影響。本研究在論述枯落物厚度對(duì)火災(zāi)影響時(shí)，同時(shí)描述了林分因子（林齡、郁閉度等）對(duì)含水率的影響，從枯落物載量和含水率二者耦合的角度分析不同森林的火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性。

塞罕壩林場(chǎng)地勢(shì)北高南低，呈現(xiàn)由北向南傾斜之勢(shì)，由壩緣山脈、高原丘陵和曼甸組成，總體上地形起伏不大，但不同小班間地形差異對(duì)枯落物厚度也會(huì)有一定的影響，本研究是在小班調(diào)查獲得枯落物厚度的基礎(chǔ)上重點(diǎn)評(píng)估現(xiàn)有不同樹(shù)種森林的火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性，下一步將開(kāi)展地形對(duì)可燃物厚度的影響研究。

塞罕壩林場(chǎng)森林集中連片，一旦發(fā)生火災(zāi)很難撲救，且火災(zāi)發(fā)生最危險(xiǎn)的季節(jié)是春季，風(fēng)大且可燃物干燥；其次是秋季，而冬季森林地表被雪覆蓋，夏季為雨季，火災(zāi)發(fā)生的危險(xiǎn)性都很小。雖然林場(chǎng)集約經(jīng)營(yíng)，且高度重視森林防火工作，自建場(chǎng)至今未發(fā)生過(guò)成規(guī)模的森林火災(zāi)[19]，但林內(nèi)大量的易燃可燃物逐年累積，已使該區(qū)域具有了發(fā)生大規(guī)模森林火災(zāi)的物質(zhì)條件。在氣候變暖的背景下，林場(chǎng)森林火災(zāi)的防控除人力和物力更多的投入外，還需加大林火科研的投入，研發(fā)科學(xué)的林火管理措施，結(jié)合營(yíng)林撫育，開(kāi)展修枝、清除地表雜草、計(jì)劃燒除、建設(shè)防火隔離帶等，從可燃物管理的角度防控森林火災(zāi)的發(fā)生和降低潛在火災(zāi)的危害[30-32]。