營林技術在森林防火中的應用研究

范青松

（安徽省宣城市宣州區森林消防大隊，安徽 宣城 242000）

盡管我國地大物博，但在森林資源上相對比較匱乏，一旦因管理疏忽釀成森林火災，那么不僅森林中珍稀動物的棲息環境會受到嚴重破壞，隨之而來的還有嚴重的人身安全威脅以及嚴重的財產損失。根據外媒報道，2020年8月12日美國加州“山貓”山火燃燒數日造成包括7名消防員在內的25人死亡，120人失蹤，過火面積高達32萬km，直接產生的經濟損失高達15億美金。所以除了消防應急預案水平的提高以外，通過營林技術從源頭處控制森林火災的發生概率，是避免森林火災產生嚴重危害的必要途徑措施。

1 森林火災的危害

首先是最直觀的危害，森林火災會造成過火面積的喬木、灌木植物直接燒死燒傷，森林資源是一種再生速度極為緩慢的自然資源，一旦出現森林火災，將直接給森林山地帶來嚴重不可逆的損傷。尤其是重大、特大等級的山火，高強度熱輻射會直接殺死大面積喬木、灌木植物以及地被植物的根系，導致森林數十年無法恢復原貌。而經過森林火災侵襲過的土地，很有可能會變成荒草地或裸地，導致優質的林木種植區域淪為地價灌叢或者荒地，給林業部門或林業種植行業帶來嚴重的經濟財產損失。

而后是間接的影響損失和撲救成本，由于森林中隨處都是火勢蔓延的良好可燃物介質，所以森林火災的撲救難度是極大的。我國5.6大興安嶺特大等級森林火災出動的一線消防救援隊伍58800人，疏散周邊城鎮居民5000余戶，當地約有超過200余家大中型企業生產受到影響停工。在撲救上的物資、人力花費以及間接財產損失多達69.13億元。

接著是森林火災的負面環境效益問題，眾所周知森林具有水源涵養與水土保持的重要生態調節功能。根據林業局的調研統計結果，每公頃森林的蓄水量約比無林地高出30～70m，所以森林素有“綠色水庫”的美稱。而處于過火面積中的森林，勢必會失去這種生態調節作用，導致當地頻繁出現嚴重的山洪、山體滑坡、泥石流等水土流失造成的自然地質災害，給當地農業及水利工程帶來極大的不利影響。

最后是火災空氣污染給周邊住民的人身安全帶來的威脅，森林火災中會產生大量排放氣體煙塵，除了水蒸氣與二氧化碳以外，還包括了一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物以及可吸入性微粒等有害物質。以1997年印度尼西亞的森林大火為例，該火災燃燒數月，“煙霧帶”致使周邊約40萬城鎮住民不同程度患上呼吸道急性炎癥癥狀，當地醫療機構在此后1年內一直人滿為患。而這種森林火災“煙霧帶”不僅出現在受災地區，更會因為風運作用向周邊逸散，導致臨近新加坡、馬來西亞、文萊等國家居民不得不采購防毒面具來預防煙塵污染問題。

2 營林技術在森林防火工作中的重要性

首先來分析森林起火條件，滿足森林火災需要具備三個條件：森林中具有火災的燃燒的物資基礎，在森林中就是指具有可燃物性質的喬木、灌木、地衣植物、草類、枯枝、養護支架以及腐殖土質和泥炭等；第二是火災環境因素，燃燒需要氧氣助燃，所以森林火災多發季節在秋、冬兩季的多風干燥時分，只有林間沒有水分且自然通風量足夠的情況下，火勢才會進一步蔓延；而第三是起火源，按起火源的產生性質分為自然火源與人為火源，自然火源是指非人為的明火源，根據世界范圍內的不完全統計，在自然火源中導致的森林火災中，雷擊火占總數的65.7%，山火爆發占32.5%，其余1.8%為概率發生極低的隕石降落起火或者航空發射器降落起火。而人為火源則是森林火災的最主要成因，在所有森林火災事故案例中，因人為火源導致失火的占比為67.4%，主要有開墾燒荒、機車噴漏火、開山爆破失火、放牧狩獵燒防線失火等的生產性火源，以及孩童玩火、游客水瓶和煙頭丟棄、野炊、驅蚊以及蓄意放火等非生產性質火源。

那么上文中提及，森林火災的處置難度是極高的，盡管各地林業局為了預防森林火災都配備了素質高超的消防官兵隊伍以及先進的消防設施，但真正出現森林火災時，撲救效果和救援速度仍然不盡理想。以經常發生的林間火災為例，這種火災由于地形效果作用，往往會呈凹形或雞爪形朝多個方向同時蔓延，在主風向不定時（風向改變度數為30～40°），常常以扇形進行擴散，火翼擴展速度平均約為4～15m/min，且火光的熱輻射與飛揚的火星又會成為未過火地帶的新起火源。因此當前階段任何一種消防設備與技術，都難以應對這種火勢擴張速度。所以除了在火災應急處置預案中投入必要的成本以外，我們應當將更多精力放在森林火災的源頭防治上，而營林技術在森林防火中的應用，正是出于削弱森林火災條件為目的，從林木種植、林間布局以及養護方案等綜合方面下手，為森林消防預案提供有利的基礎環境。例如合理布置林間間距和水源布置等，不僅可以從根本上避免森林中出現容易失火的薄弱管理部位，還能夠為消防設置防火滅火隔離帶以及就近取水提供便利。因此，營林技術在森林防火中應用對于預防森林火災損失，以及挽回補救森林火災危害兩個方面都是具有重要意義的。

3 營林技術在森林防火工作中的應用策略探究

3.1 造林設計

造林設計應當根據林地情況分為兩部分來進行：一是人造林的林地設置；二是自然林的人工改造。造林設計作為營林技術的前期準備工作，它除了要考慮到利于種植林木植物的林業生產需求以外，更重要的就是林間防火布局。首先就是森林立地的選擇與改造，從預防火災的角度上來看，森林立地時應當盡可能地考慮到森林放坡坡度、坡位以及小地形設置等因素。森林火災中由山下向山上蔓延的火勢擴張速度較快，稱為沖火；而反之由山上向山下蔓延的火勢擴張速度較慢，稱為坐火。所以在造林設計中，應當將山下防火視為重中之重，根據林地的常年自然風向情況，合理設置林區，易燃的喬木灌木以及經濟作物應當盡量選擇在海拔位置較高的背風山坡上進行集中種植，而具有一定阻燃性狀的植物，或者含水量較高的藤蔓植物則應當選擇在山下沖風位置種植。

另一方面，在造林設計時還應當充分考慮到隔離帶的設置問題，需要集中種植預防品種退化的常綠喬木，如寒帶針葉林等，應當在每隔150～200m分段處設置一道不小于30～50m寬的林間消防通道。在林間消防通道左右兩側應當多種植一些耐火性較強的樹種，并由專門的林業員負責定期巡視清理消防走道處的植被與雜物，時刻保持林間消防通道暢通。從以往的森林火災事故中汲取經驗，森林中最有可能成為火勢源頭的位置就是林地邊緣雜草叢生的位置，所以必須要重點對森林邊緣地帶的造林設計進行消防規劃。此外，在造林設計時，考慮到林地后期投產的灌溉養護問題，應當在林間合適的位置設置好灌溉取水用水點，而這些水源分布點也可以在發現森林火災時成為一線處置地點與隔離帶，所以在修建灌溉排水系統時，應當參照地方消防標準，每150m或200m處分設一處室外消防栓與消防管道，作為森林火災發生時就近便捷取用的滅火器材。多數林木品種的耐旱耐澇性能都比較強，所以即使不在樹木的灌溉期，林間也應當利用霧化噴淋裝置每3日至少進行一次全范圍霧噴灌溉，不僅利于林木葉片茂密生長，也可以大幅度提高林間濕度，徹底消除森林火災的失火條件。

3.2 防火樹種選擇

從營林技術應用上來分析森林消防工作部署，就是要在經濟樹種以及防火樹種之間的種植比例上做到配置均衡。通常情況下人工造林工程防火樹種與經濟樹種的種植面積比例應當為7：3，改造過的自然林原樹種與防火樹種的種植面積比例應當為7.6：2.4。防火樹種顧名思義，就是指枝干、根系或果實等部位具有阻火、隔火特性樹木植物品種，包括有耐火植物、阻火植物、隔火防火植物等，耐火植物是指本身雖然具有可燃物的有機成分，但由于特殊的外表結構或者分泌成分，導致燃燒蔓延效果不佳的植物，像青楊、加楊、旱柳、火炬樹等，如圖1為利用火炬樹的耐火效果建設防火隔離帶的例圖；阻火植物是指本身枝葉茂密，葉片枝條的含水量較大且樹木枝干的含油脂率較低，不易燃燒的植物，如女貞木、木荷、冬青等紅葉樹林中常見的林木；防火樹種是指枝干韌性較差，砍伐難度較低，且種植密度往往較低的作物，當火災發生時，防火樹種通常都被第一時間砍伐去除形成人工隔離帶，避免火勢蔓延至防火林后面的森林，且通常被作為防火林的作物，還應當具備郁閉性較強，生長迅速、與上層林木種類相適應的特點，如一些常綠闊葉林。在林區選擇防火樹種進行種植，不僅可以改善林間的品種均衡問題，使整體林區的抗病蟲害能力得到提升，還可以改善提高林間土壤的濕潤程度，使森林內部的火災隱患概率被大大降低。

圖1 火炬樹用作防火隔離帶實例

此外，部分林區通過修建半開放圈式或墻式的擋風林作為阻火林木帶也是非常值得借鑒參考的做法。這種營林技術意在僅僅滿足林間樹冠通風的需求，而使林冠下橫向的空氣流通空間變小，由于林間沿坡體方向的通風較差，導致有點火源出現時，由于空氣流通量不滿足失火需求，火勢會在第一時間被合理控制。且這種修建擋風林的營林技術策略，也能夠很好地避免經濟樹種幼苗在強風天氣下倒伏死亡的問題。但擋風林的日常維護所花費的成本和人力，也明顯高于防火樹種的栽種養護。

3.3 降低林分密度

在造林工程中，種植樹種的樹冠郁閉是森林成長周期中最為重要的一個階段，尤其是幼樹在完成郁閉生長后，可以極大程度地提高自身在土壤環境中的生長競爭力，避免雜草爭搶養分，同時也可以提高幼樹的抗病害能力。但郁閉過早對于林區來說也有不良作用，一是幼樹過早郁閉會導致生長空間受限，樹冠與樹冠沖突就會引發種群內的惡性競爭；二是幼樹郁閉過于茂密會影響樹冠通風，導致林區過旱分化，影響樹木生長狀況；三是郁閉過快后，樹木樹冠部位會盤錯交結，給森林火災帶來極大的可燃物堆積隱患。因此在人工造林工程實際中，應當根據林區內所選種植樹種的自然林業現狀，計算最合理的郁閉周期，既要避免郁閉過遲喪失成林可能；又要合理控制林分密度，避免樹冠成簇，爭搶養分的同時還帶來嚴重的森林火災隱患。我國多數森林地區的種植樹種都為培育輪伐期較長，易于成林的大通徑木材樹種，這種林帶在林分密度上的要求更是如此，應當盡量避免樹與樹之間種植密度過緊的問題，以便單一的林木植株在土壤間具有更加充沛的營養生長空間。當林間出現了郁閉過早的問題時，無論是出于經濟種植目的，還是森林防火需求，都應當采取人為伐疏的方式來合理控制林地的林分密度，一方面要及時移除長勢不佳的弱小個體，另一方面還應當定期修建郁結期的林木樹冠，改善林間通風光照條件的同時，避免林木樹冠錯結成為可燃物燃燒的物資基礎。

3.4 病蟲害防治與病株移除

從森林防火的角度上來分析，樹木由于生長不佳枯萎或者壞死時，枝干會大量失水，那么此時樹木在干枯脫水后，就會成為可燃性極佳的燃燒介質，這對森林防火來說是十分不利的，因此在造林工程中利用營林技術來確保樹木成活率是十分必要的。確保樹木成活率，就意味著必須要在營林技術應用中，將重點放在林區病蟲害防治工作上，避免森林林木因爆發病蟲害大面積壞死。林木病蟲害防 治主要是采用噴藥法，防治柳樹、刺槐、山楂以及細葉松樹的蚜蟲、金花蟲以及透翅蛾、蝽類等昆蟲時，可以在樹干距離地面2m以上部位可采用1000～1500倍花樂20%（氰戊.馬拉松）藥劑進行均勻噴霧，這種噴灑農藥的防治效果通常可高達95%以上，但在使用時應當控制好劑量，避免農藥飄灑過量影響林間生態環境，致人畜中毒。

另一種藥物防治方法是注射法，它主要是用于防止天牛、柳癭蚊、松梢螟、竹象蟲等蛀害林木樹干部位的害蟲。在病蟲害高發多發季節，提前在樹木木質軀干上開3～5個孔，每個孔不大于8mm，而后用獸用注射器抽取適量內吸性農藥如氧化樂果、殺蟲雙、甲胺磷等，緩緩推入注射孔，并纏繞護帶，使樹木獲得免疫害蟲的抗體。在藥劑用量選擇上應當視林木的生長發育時期而定，通常情況下幼樹每株注射1～1.5ml，成年林木每株2～4ml。

針對已經遭受蟲害侵蝕的植株，出于經濟成本考量，應當根據其害病后的生長表現，決定處置措施。若幼樹遭受蟲害后已經出現葉片干枯轉黃、停止分葉發育的跡象，那么應當及時將這類病株鏟除后，做好林間補栽工作。而如果是成樹遭受蟲害后，仍然能夠保持生長特征，繼續分化枝葉，那么應當將后生長的病葉與害病部位的分枝一同伐除后，在主枝與樹干部位查找害病蟲蛀點位，而后配置殺蟲藥劑。殺蟲藥的制作方法是，把磷化鋅11%、阿拉伯膠58%、水31%配合，先把水和膠放入燒杯中，加熱到80℃左右，等膠溶化后再加入磷化鋅，拌勻后即可使用。而后將直徑不大于2mm的竹簽一頭均勻蘸滿藥液后，插入蟲蛀孔洞并用黃泥封死，毒殺鉆蛀害蟲，讓害病植株提早恢復健康生長狀況。

此外，在病蟲害季節伐除病株枝葉，以及秋季清理林間枯葉時，應當將清理的葉片、木質與枝杈全部運輸遠離茂密森林地帶后，再進行集中處理。若因林地面積過大導致清理工作難以運輸至林區以外的，應當先向當地森林消防部門報備后，采用工程方法開挖土方進行集中填埋，嚴禁在森林內部焚荒處理。

4 結語

綜上所述，鑒于森林火災的巨大危害性以及處置難度，森林消防歷來在林業部門都被當作一項重點關注的工作內容。而營林技術在森林防火中的應用措施，就是指既照顧到不同品種林木的優質自然生長條件，又要從林地設計、林間防火帶設置、林分密度調整以及林間成活率四個方面，根除斷絕森林內的一切失火條件，集預防、規避、處置三個森林防火功能于一身，合理規劃森林種植養護建設。