防火林
防火林(Combat Forest Fires)
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防火林是预防林火蔓延，控制大面积林火发生的生物阻隔网络，是森林防火体系建设的基础性工程，是完善林火阻隔系统（生物阻隔网络、自然阻隔网络、工程阻隔网络），提高森林资源安全性，保障人民生命财产安全的系统工程。
1．防火树种适宜条件[1]
通过对树种和防火林带营造技术的详细分析和判断，防火树种须符合阻火、适生、无害、有经济价值等条件，并具备以下特性：枝叶茂密、含水量大、含油脂少、不易燃烧、耐火性强；下层林木应耐潮湿，与上层林木种问关系相适应；生长迅速、郁闭快、适应性强、萌芽力高；无病虫害寄生和传播。
2．防火树种的主要种类[1]
通过对市区主要造林树种进行野外调查采样，测定采集树木样本的含水量和热值，结合树种的生物学特性、生态学特性及查阅相关资料，筛选出适合承德地区的防火树种。
防火能力较强的树种：刺槐、核桃、青杨、火炬树、香椿、紫穗槐、五角枫、荆条、山杨、黄连木、臭椿、山楂。
防火能力较弱的树种：三裂绣线菊、华北落叶松、丁香、山杏、油松、侧柏。
3．防火林主要树种介绍[2]
生物防火林是预防林火蔓延、控制大面积森林火灾的有效阻隔网络，是森林防火体系建设的基础性工程。随着社会经济条件的改善，生物防火林带建设日益成为林业部门的重要工作之一。作为森林防火树种应当具有不易燃烧、枝叶茂密等特性，主要应选择树体油脂少、含水量高、叶片蜡质或革质、树体上下枝叶稠密的常绿阔叶树种。营林建设中通常使用1-2年生苗木，而且多营造为生态经济型林带，如林苗一体化、林果一体经营林带等。下面介绍一下可用作防火林的主要树种(见附表1)。
表1 主要防火林树种介绍
| 树种名称 | 生物学特性 |
|---|---|
| 木荷 | 高大乔木。树冠浓密，树干端直，叶厚革质，树体含水量高，为防火林带的主要树种。适应温暖多雨的气候，抗风、抗寒能力较强。对土壤适应性强，在土层较厚、疏松、酸性的沙壤土上生长良好 |
| 杨桐 | 山茶科常绿灌木或小乔木。耐火能力很强，居其他树种前列。耐阴，可与其他大乔木混合种植，形成立体防火带。杨桐可剪枝出口日本，可作为防火林、经济林结合的树种 |
| 杜英 | 高大乔木。稍耐阴，喜温暖、湿润的气候，适生于酸性黄棕壤和红壤土中。根系发达，萌芽性强，生长快速 |
| 石楠 | 常绿灌木或小乔木。喜肥沃湿润、土层深厚、排水良好的壤土或沙壤土。耐寒，不耐水湿，萌芽性强 |
| 法国冬青 | 俗称珊瑚树。常绿灌木或小乔木，树冠倒卵形。喜光，稍耐阴。在潮湿、肥沃的中性壤土中生长迅速而旺盛，对酸性土、微碱性土也能适应。根系发达，萌芽性强 |
| 大叶冬青 | 俗称苦丁茶。高大乔木。喜湿润的半阴环境，耐阴性强，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长良好。同时，叶片具有降血压的功能，可作为防火林、经济林结合的树种 |
| 红果冬青 | 高大乔木。喜光，稍耐阴，喜温暖、湿润的气候，在深厚、肥沃、湿润的酸性至中性土上生长良好。萌芽性强，较耐潮湿，不太耐寒棱角山矾别名山桂花。中型乔木。对酸性、中性及微碱性的沙质壤土均能适应 |
| 杨梅 | 根较浅，主根不明显，须根发达，能在荒山瘠地生长结果。较耐寒、耐阴。可作防火林、水果林结合经营的树种 |
| 枇杷 | 常绿果树，可作防火林、经济林结合的树种 |
| 苦槠 | 耐干旱、贫瘠，耐阴性较强。对二氧化硫等有毒气体抗性强。具有较好的抗风、防尘、隔音及防火性能 |
| 青冈 | 树形优美，枝叶茂密，具有较好的抗有毒气体、抗风、防尘、隔音及防火性能 |
| 醉香含笑 | 枝叶浓密，是优良的风景树和防火林树种 |
4．防火树种的筛选方法[3]
①火场调查法
根据火场的植物过火后不同树种的地下根系萌芽能力和地上部分树冠、树枝耐火的程度，判断出树种的阻火性。在东南亚，通过火烧迹地调查认为赤扬、大叶相思、杨梅是较好的防火树种．沿林道栽植可有效阻隔火的蔓延。
②直接火烧法
在野外，选择典型的树种及实验条件，进行火焰冲击实验，这种方法是最接近实际的实验方法。为了快速检验一个树种抗火性，可以选取一定的燃料．铺设一定面积，直接点燃，测定燃烧时间、火焰高度、蔓延速度和方向、被害状况等。这种方法要有多个重复和对照，并应在防火季节内进行。Nord和Green曾实验用高含盐量、多汁树种柽柳建造防火林带，经火烧试验，取得良好的效果。Penafiel S．R在菲律宾通过火烧试验，从几种抗火树种中选出赤杨(Alnus japonia)作为防火树种。
③实验测定法
测定树木枝叶的含水量，叶的疏密度．枝叶的粗细，树叶的大小、厚薄质地、表面积／体积比、枝叶含挥发油和油量、灰分物质的含量、SiO2的含量、发热量等指标，根据这些数值进行判断。如Neyiscl T．根据地中海地区45种树不同的着火感应时间选出6种难燃树种。
④综合判别法
反映抗火性能的指标有许多，如燃点、燃烧热、挥发陉物质含量、灰分含量、含水量、硅分含量等等，目前国内外对防火树种的抗火陛能评价采用多个指标综合评判，从树种阻火性、生物学特陛和造林学特陛三方面评判各树种的防火能力。对于各特征的评判以前多采用定性地描述，近年来开始采用Fuzzy方法，对各特征进行定性评判：如陈存及在研究防火树种时考虑的因子有树皮厚度、树冠结构、自然整横性能、叶子质地和厚度、树高年平均生长量和叶面积重叠指数(单株叶面积／(冠幅×树高))等。Wilgen B．W．对南非某些树种的燃烧陛研究选用了生物量、可燃物的垂直分布和大小、叶含水率、热值和粗脂肪含量等指标。阮传成等人把着火温度、含水率、水分析出速率、活化能、挥发份热量等5个指标作为判断树种燃烧性能的主要指标，苯一乙醇抽取物含量和粗灰分含量作为辅助指标。
防火林带的阻火机理[3]
1．防火林带的火环境
防火林带对森林火灾的阻隔作用不仅是由于防火林带选用树种不易燃烧，而且防火林带可以形成林带内小环境，不利于森林火灾的发生与蔓延。
(1)防火林带位于山脊上，林内较透风，林冠层透光少，基本无阳性杂草，不利于燃烧。
(2)防火林带内的气温较低，地表蒸发也减少，可以更好地保持林内湿度，形成低温、高湿的不利于火灾发生与发展的环境。
(3)防火林带地表凋落物的含水量大，结构相对紧密，不易燃烧。
2．防火林带树种的阻火机理
防火林带采用的都是抗火性很强的树种，涵养水源能力强．叶片含水量高。从燃烧学的观点来说，防火林带的树种阻火机理主要表现在以下几个方面：
(1)防火树种含有较少的可燃性成分，如粗脂肪、挥发油、腊质等。灰分含量对燃点的影响最大，树叶自然含水量和粗脂肪含量与着火感应时间关系密切，而燃烧热与苯一乙醇抽取物、木质素含量和灰分含量都有较高的相关关系。
(2)防火树种具有较高的含水率，树种不易点燃和燃烧，其阻火能力较强。树种在林火冲击的作用下，首先析出水分，其次析出轻质可燃挥发物。水分越高，则引燃时间持续越长。
(3)防火树种燃烧特陆是重要的指标，树能被点燃，燃烧放热应大于向外界的散热，防火树种燃烧热比较小。
3．防火林带结构的阻火机理
防火林带的防火效果还与所选择的树种与林带结构有关。枝叶茂盛的树冠能有效阻挡火焰蔓延。良好的林带结构易于形成不利于可燃物燃烧的环境，并使可燃物成不连续分布。防火林带组成的网格还对大面积的针叶纯林有机械隔离作用。
(1)可燃物在林分中的不同分布格局直接影响着林火的火烧类型与蔓延速度。一般来讲，可燃物水平连续分布易导致火烧的迅速蔓延；在垂直方向上的连续分布则会使地表火发展成为树冠火，从而使火烧强度和蔓延速度增加。防火林带的易燃可燃物在垂直分布上是不连续的，林带地表少量的枯落物即使燃烧也不可能由地表火转为树冠火。在水平方向上，防火林带的枝叶都难以燃烧、把大片针叶林分隔成小块，使易燃可燃物呈间歇性分布．有效地防止森林大火的发生与蔓延。
(2)林分的结构对燃烧性影响极大，树冠茂密，林带郁闭度大，可以抑制阳性杂草的滋生。防火林带的郁闭度高，林带内阳性杂草少，多为半湿生、湿生的地被物．不利于地表火的蔓延。
(3)防火林带的紧密结构对于降低林分内的温度、树木的蒸腾有积极的作用，有利于减少林火的发生与发展。林带内阴湿，林火不易蔓延，可以有效地阻止飞火的传播。随着防火林带树木年龄的增加，防火性能呈增加趋势。
防火林带的配置技术[4]
1．防火林带的林分层次结构
紧密结构的林带要比单层林的防火效果好，从垂直结构看，多层林林内阴湿，林火不易蔓延，而且可以有效地阻止飞火的传播。林带郁闭度大，可以抑制阳性杂草的滋生，不利于地表火的蔓延。要彻底改变目前单层生物防火林带的局面，大力营造如木荷与红花油茶等复层防火林带，从而构成密闭式的立体林冠，提高生物防火林带的生长效益、混交效益、立地适应效应。对我国南方主要山脊树种的物理特性的研究表明：耐火灌木、小乔木与乔木树种混交的防火林带的防火效果最佳。
2．防火林带的有效宽度要求
根据树种自身的阻火性能、生态学特性、林分燃烧性、造林地的地形和气候特点等综合指标，并从营造混交林，提高阔叶树比例，促进森林生态群落演替的目的出发，必须在现有标准的基础上加大生物防火林带宽度。主林带宽度应扩大到30m～50m，副林带宽度要扩大到15m～25m。林带成独立群体时(如林缘)要考虑到边行效应。林带宽度大于15m时，内部林木阳光不足，生长受抑制，因此，林带内部行距应加宽，并留3m～4m宽的护林小路。林道不应当留在林侧，否则将形成荒草带，不利于防火。
3．防火林带的立地布局选择
设计防火林带应根据林分、道路、河流、山脉、地形等自然条件，因地制宜，结合改造，合理布局，使防火林带与防火线以及天然屏障连接成网，把林地分隔成阻隔封闭区，才能发挥防火线的阻隔作用。热带、亚热带地区防火林带一般建在山脊、山冲，多以水相隔。无河流地域的山冲林地潮湿肥沃，自然分布常绿阔叶林，只需略加改造，即町形成较为规范的防火林带。对于重山叠岭，可在主山脊营造防火主林带，小山脊、山坡及林道处营建副林带；在林地和农田交界处设置田边防火林带，防止农事用火引起的火灾；在居民区和场界也要设置林带。在布局上还要注重因害设防，在田坎、坟墓周边火灾高发区周围营造防火林带。
防火林带的营造技术[1]
- 1．树种选择
生物防火林带设置的基本条件是：造林面积在100hm2以上，且为非防火树种组成的针叶树纯林或富有挥发性物质、油脂、易燃性树脂等其他阔叶树种的纯林林分，或混交比例达不到30％的林分。
- 2．林带空间配置
防火林带一般设置在山脊、林地边缘、道路两侧、田林交界、集中墓地与森林交界处、人为活动频繁、火灾易发生地段，主要位置应设置在山脊线上，最能有效地阻止林火蔓延。
- 3．林带宽度、密度
主林带宽度约为30m，方向为东西走向，与防火期风主方向垂直，副林带宽度约为20m，为南北走向，与主林带方向垂直。根据地势、地貌、火险等级等因素，确定合理密度。密度越大，防火效果越好，但随着林带密度的增大，工程投资也随之增加，而且占用林地面积就越多。
- 4．林带营造措施
①整地 一般以小穴状整地和鱼鳞坑整地为主，将周围杂草清理干净。鱼鳞坑的规格为40cm×40cm×30cm，宜在雨季或入冬前进行。
②栽植 根据造林树种确定栽植时间，有条件的地方，可栽植2年生以上大苗或容器苗，以提高造林成活率。一般造林密度为防护林1m×2m、经济林2m×3m或3m×4m。
③抚育管护 每年的6—7月份抚育1次，主要包括修枝、割灌、除草、防治病虫害、苗木补植、清除病腐木及林内的枯枝落叶等易燃物，并禁止在林内堆放，以免造成新的火灾隐患。连续抚育5年以上，遇到特别干旱年份应及时浇水。抚育时可适当追施氮肥或复合肥。