內蒙古特金罕山自然保護區地表可燃物特征分析

阿拉坦花,閆盟,寶虎,豐潔，寶金山,代長勝

(通遼市林業科學研究院，內蒙古特金罕山森林生態系統國家定位觀測研究站，內蒙古 通遼 028000)

內蒙古特金罕山國家級自然保護區位于大興安嶺主脈南段、科爾沁沙地西北緣，是保存較為完整的天然次生林區之一。保護區內生態類型多樣，擁有極具代表性的森林、草原、草甸和濕地相間分布的生態系統。是大興安嶺森林生態系統不可分割的重要組成部分，也是大興安嶺南段次生林區重點火險區。

森林可燃物是森林火災發生和蔓延的物質基礎，是林火行為的主體[1]，了解森林可燃物類型特征及可燃物載量，才能更好地開展林火預報，預測火行為，制定撲火預案。森林可燃物類型研究是現代林火管理中最重要也是最基礎的工作，在林火發生預報、林火行為預報、滅火指揮、營林用火等方面具有重大的現實意義[2-4]。本研究通過調查特金罕山自然保護區主要森林類型可燃物種類、含水量、載量、大小等數據，分析該地區地表可燃物特征，為森林防火提供可靠的理論依據。

1 研究內容與方法

1.1 樣地設置

根據特金罕山自然保護區的森林群落類型，在保護區內選擇森林植被類型、草原植被類型、灌叢植被類型。植被類型分別為白樺林、黑樺林、山楊林、人工落葉松林、白樺黑樺混交林、山楊樺木混交林、大針茅草原、線葉菊草原、貝加爾針茅草原、虎榛子灌叢、山杏灌叢、繡線菊灌叢共36個樣地。樣地面積為20 m×20 m，在每個樣地中選擇4個1 m×1 m的小樣方，共計144個小樣方。

1.2 調查方法

每個樣地內喬木樹種每木檢尺，調查樹種、郁閉度、胸徑、死枝下高、活枝下高。樣地外伐倒1株易燃標準木，測量樹干、樹枝、樹葉鮮質量及平均年齡，并取樣測干質量。調查每個小樣方內(1、10和100 hr)滯燃物、灌木重量、地被物種類、數量、枯枝落葉層的厚度及雜草、灌木高度、蓋度。

可燃物分類標準：

1 hr-凋落物層，直徑≦0.64 cm的小枝、樹葉和雜草；

10 hr-半分解層，直徑在0.65～2.54 cm之間的枝條；

100 hr-直徑在2.55～7.62 cm之間的木棍；

灌木-樣方內所有灌木。

1.3 可燃物取樣與測定

于2017年6月初、2018年5月初、6月中旬，即森林防火期內，在研究區域內設置好的樣地中進行取樣，在樣地的四角分別采集1 m×1 m的土壤分解層以上的可燃物，裝入塑料袋中，帶回實驗室進行進一步的數據測量與分析。

1.4 可燃物負荷量、含水量指標的測定

烘干法測定可燃物負荷量：將采回的各樣方內的1 m×1 m可燃物用電子天平進行稱量記錄質量，再取樣置于100 ℃的烘箱中烘48 h至可燃物絕干。根據樣方內可燃物鮮質量和含水率推算可燃物的負荷量。

2 結果與分析

2.1 特金罕山自然保護區植被類型分布情況

表1 特金罕山自然保護區主要植被類型分布組成情況調查表

根據調查結果，特金罕山自然保護區植被分布多為陰坡半陽坡森林植被和陽坡灌叢、草原相結合的森林草原(灌叢)植被。森林類型植被主要由黑樺林、白樺林、山楊林及人工落葉松林等構成，占保護區總面積的17.3%。草原植被主要由大針茅草原、線葉菊草原、針茅草原等構成，占保護區總面積的60%，其中大針茅草原為典型草原，線葉菊草原及貝加爾針茅草原為草甸草原。灌叢植被主要由虎榛子灌叢、西伯利亞杏灌叢及繡線菊灌叢等構成，占保護區總面積的17.2%。這些植被林相整齊，生長良好，并保持完好的原生狀態，在水源涵養、水土保持及水質凈化等方面發揮著極為重要的作用。所以，為加強保護區森林、草原防火，有效控制火災發生，研究森林植被可燃物特性對保護區生物多樣性保護具有重要意義。

2.2 特金罕山自然保護區各林分類型地表可燃物含水率

根據野外調查和室內試驗對比分析，得到各種林分類型地表可燃物相對含水率(表2)。

由表2看出，特金罕山自然保護區各林分類型地表可燃物相對含水率落葉松人工林為40%以上，屬難燃范圍，山杏灌叢相對含水率為19.10%，屬于易燃范圍，其他林分類型地表可燃物相對含水率均屬于易燃或者可燃范圍內[5,6]，由此可知特金罕山自然保護區森林類型可燃物相對含水率較低，容易發生森林火災。落葉松人工林由于郁閉度大，林內光線弱、濕度大，地表可燃物含水率較高，也屬難燃范圍。

表2 罕山自然保護區地表可燃物相對含水率

2.3 各植被類型地表可燃物載量分析

根據野外調查和室內實驗對比分析，得到各林分類型地表可燃物載量的具體情況，如表3所示。

表3 各林分類型地表可燃物載量 t·hm-2

由表3看出，1 h時滯可燃物量>10 h時滯可燃物量>100 h時滯可燃物量>1 000 h時滯可燃物量。山楊林、白樺、黑華、山楊、山丁子混交林林分類型1 h時滯可燃物所占比例在90%以上，其他林分類型占95%以上，僅有少量100 h時滯可燃物和1 000 h時滯可燃物。1 h時滯可燃物的組成、結構和特點是影響地表可燃物發生火災和蔓延的主要基礎。

各林分類型單位面積可燃物載量上，落葉松人工林最大，單位面積載量45.407 t·hm-2，已超過發生重特大森林火災的臨界條件(30 t·hm-2)，從臨界條件上看安全隱患極高，其次是山楊、白樺、黑樺混交林及山楊純林接近臨界值，發生森林火災風險較高。

可燃物負荷量的多少直接影響發生林火時的可燃物消耗量、火強度等重要林火因子，因此，可燃物負荷量越大造成的森林火災規模可能就越大，及時降低林分中的可燃物負荷量是防止林火發生的一項重要措施。

2.4 特金罕山自然保護區各植被類型地表可燃物載量組成

表4 各植被類型地表可燃物載量組成百分比 %

各林分類型地表可燃物枯枝量比例較低，山楊林、樺木林的枯枝載量組成超過10%，其他林型枯草落葉層占90%以上，1h時滯可燃物是特金罕山自然保護區可燃物的主體構成。這是由于特金罕山自然保護區總體林齡較低，并且徑階小的樹種死亡率較高而致。

3 結論與討論

特金罕山自然保護區植被除人工落葉松及楊樹林外，多以白樺、山楊、黑樺等闊葉林為主，林下灌木叢生，并多為陰坡森林與陽坡灌叢、草原相結合的森林草原(灌叢)植被，由于近幾年的保護，使得林下及林間雜草茂密，枯枝落葉層深厚，加之樺皮中含有油脂，非常易燃，使得保護區可燃物載量較大，可燃物載量甚至超過臨界值。氣候又屬溫帶大陸性季風氣候區，季節變化明顯，春季干旱少雨多風，又是生產用火頻繁季節，加上雷擊火的不斷侵襲，使得保護區發生火災危險性大，一旦發生火災，火勢蔓延迅速，危害極大。

最近幾年，從特金罕山自然保護區成立以來，為了確保森林草原資源安全，森林、草原防火工作就被納入保護區保護工程措施的一項重要內容，并取得了可喜的成績，至今未發生重大火災。但是隨著無重大森林火災年份不斷延長，林下積累了大量森林可燃物載量，并該地區特殊時候長期干旱條件下，特金罕山自然保護區森林火災隱患較高。特金罕山自然保護區各林分類型地表可燃物相對含水率較低，屬于易燃范圍或者可燃范圍內[5,6]，各林分類型單位面積載量上可燃物載量已超過發生重特大森林火災的臨界條件(30 t·hm-2)。由于可燃物負荷量的多少直接影響發生林火時的可燃物消耗量、火強度等重要林火因子[7,8]，因此，可燃物負荷量越大造成的森林火災規模可能就越大，及時降低林分中的可燃物負荷量是防止林火發生的一項重要措施。

特金罕山自然保護區各林分類型地表可燃物枯枝量比例較低，枯草落葉層占90%以上，1 h時滯可燃物量>10 h時滯可燃物量>100 h時滯可燃物量>1 000 h時滯可燃物量。1h時滯可燃物是特金罕山自然保護區森林可燃物的主體構成，1 h時滯可燃物組成、結構特征和特點是影響地表可燃物發生火災和蔓延的主要基礎[9]。因此，特金罕山自然保護區地表可燃物結構是易燃物特點。