生物防火林帶對林內微環境的影響研究

裘昕彤 陳梓迪 李永鑫 蘇杭

摘要：

隨著全球氣候變化和人類活動的加劇，森林火災發生越發頻繁，給人們的生命財產安全和生態環境造成了巨大的威脅。為了減少森林火災對生態環境和人類社會的破壞，營建生物防火林帶逐漸成為防火的重要手段之一。基于此，本研究通過室外調查和室內試驗相結合的方法，分析不同樹種營造的生物防火林帶對林內小氣候的影響，旨在為生物防火林帶的建設和管理工作提供科學依據。

關鍵詞：

森林火災；生物防火林帶；林內小氣候

引言

森林火災作為一種特殊的自然災害，是21世紀以來世界上普遍發生、突發性強、破壞性大、處置撲救較為困難的自然災害。森林火災的防控難度之大、蔓延速度之快、破壞力之強不僅對世界森林資源及生態環境造成嚴重的破壞，而且對人類的自身安全及社會治安秩序造成嚴重的影響。我們一直強調“必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策”。因此，保護環境就要確立林業在生態環境建設中不容取代的地位。森林作為林業建設中的主體，其生長和建設的最大阻礙就是森林火災。森林火災防范的重點在于生物防火林帶的建立。因此，建立科學有效的生物防火林帶是森林防火工作的重中之重。蘇州雖然沒有真正意義上的森林，不過其地區內擁有的一些山林、森林公園、自然保護區等為研究防火林帶主要防火樹種對微環境的影響提供了重要價值。

一、生物防火林帶研究概況

在我國，森林火災具有破壞性強、處置困難等特點。根據森林火源種類的劃分，森林火源主要分為自然火源和人為火源兩種。鑒于森林火災的特殊性，尤其是在當今引發林火的主要火源是人為火源，而自然火源已經退居次要位置的情況下，我們更要重視生物防火林帶的營造與建設[1]。我國的生物防火林帶研究涉及面廣，涵蓋了森林生態學、火災生態學、植物學、土壤學、生態工程學、地理信息系統等多個領域。

二、研究區域概況

（一）地理位置

蘇州市位于中國江蘇省東部，東鄰上海市，南接嘉興市、杭州市，西連無錫市、常州市，北接南通市、鹽城市。其地理坐標為北緯31°18′至32°18′，東經119°52′至121°12′。蘇州市地處長江三角洲平原區，氣候溫和濕潤，林木資源豐富。蘇州作為一個重要的文化和旅游城市，其園林資源豐富，建設和管理生物防火林帶具有較高的參考價值。研究蘇州地區生物防火林帶的作用，不僅可以為蘇州的防火工作提供科學依據，還可以為其他地區的生物防火林帶建設提供借鑒和啟示。

（二）氣候條件

蘇州屬于亞熱帶濕潤氣候，四季分明，溫濕度適宜。具體來說，夏季溫暖多雨，冬季寒冷少雨，春季溫和濕潤，秋季涼爽宜人。年平均氣溫為16℃左右，最高氣溫出現在七月，平均約為31℃，最低氣溫出現在一月，平均約為1℃。年降水量約為1100毫米，主要分布在五月至八月間。蘇州氣候條件宜人，為其園林景觀提供了得天獨厚的自然條件，也為生物防火林帶的建設提供了相應的氣候基礎。

（三）林業概況

截至2019年底，林地面積有834.49百公頃，國家特別規定灌木林地面積200.37百公頃，四旁樹折算面積230.58百公頃，森林覆蓋面積1265.45百公頃，森林覆蓋率12.19%，林木覆蓋率20.92%。

（四）水資源條件

根據最新統計數據，蘇州市年平均降水量為約1100毫米。蘇州市地處長江三角洲，擁有豐富的水資源。根據官方數據，截至2019年底，蘇州市水資源總量為88.2億立方米，其中地表水資源總量為513億立方米，地下水資源總量為36.9億立方米。按照總人口計算，蘇州市人均水資源占有量約為3887立方米，屬于相對較高水平。

三、研究方法

（一）實驗對象

選取木荷防火林帶、油茶防火林帶、火力楠防火林帶作為研究對象，分別位于不同的地理位置[2]。

（二）實驗設計

在蘇州市吳中區生物防火林帶選擇10米×10米的樣地，本研究樣地對木荷防火林帶、油茶防火林帶、火力楠防火林帶、馬尾松林（對照）的土壤溫度影響進行研究。在冬季測定土壤溫度、風速、相對濕度等相關數據，持續3天對研究樣地進行測量得出數據。每天6時、8時、10時、12時、14時、16時、18時使用土壤溫度測定儀、風速儀、濕度檢測儀對實驗樣地進行測定。測定土壤溫度設置5層，分別為地表溫度（土壤深度0厘米處溫度）、土壤深度5厘米處溫度、土壤深度10厘米處溫度、土壤深度15厘米處溫度、土壤深度20厘米處溫度。每次測定重復3次，取平均值進行數據分析。測定相對濕度設置四層進行測定，每次測定重復3次，取平均值進行分析[3]。

（三）實驗分析方法

運用Excel軟件，對數據進行統計分析。

四、結果與分析

（一）對地表土壤溫度的影響分析

基于上述圖表數據分析，可知冬季生物防火林帶能夠提升林內地表土壤溫度。

冬季氣溫較低，林地內地表土壤溫度常常較低，而冬季生物防火林帶的存在可以起到一定的保溫作用，使林地內地表土壤溫度得以提升，有利于促進林地內生物多樣性、生態系統的健康和穩定，并為森林防火工作提供支持[4]。

（二）對相對濕度的影響分析

在冬季生物防火林帶中，植被覆蓋和土壤覆蓋層的作用可以減少地表水分的蒸發和蒸騰，從而保持地表濕度，進一步提高林內相對濕度[5]。此外，生物防火林帶也可以通過減少風速和水分蒸發來提高林內相對濕度。然而有時冬季生物防火林帶的植被可能會過度蒸騰水分，導致林內相對濕度下降，為森林火災的發生增添危險。

（三）對氣溫的影響分析

通過圖表數據可知，生物防火林帶在冬季會增加林內氣溫，對森林防火有著重要的影響。寒冷的氣溫和干燥的空氣是導致森林火災的主要原因之一，生物防火林帶的保溫和保濕作用可以有效地提高林內氣溫和濕度，減少火災的發生[6-7]。此外，生物防火林帶的植被和土壤覆蓋層可以防止落葉和枯枝堆積，減少易燃物的積累，降低火災的風險。

（四）對風速的影響分析

通過圖表數據可知，火力楠的風速相較于其他樹種來說波動較大，但總體來說防火樹種能夠有效減緩林內的風速流通，在發生森林火災時，能夠減緩火勢蔓延，為撲滅森林大火贏得寶貴時間。

結語

本研究通過對木荷防火林帶、油茶防火林帶、火力楠防火林帶對林內微環境的監測和分析，發現三種生物防火林帶均能有效降低地表土壤溫度、減緩風速、提高林內相對濕度。經過對生物防火林帶在林內微環境方面的研究，得出以下結論。

第一，生物防火林帶能夠減緩林內風速，降低森林火災的發生幾率，同時還能降低火災的危害程度，減少受災面積。

第二，生物防火林帶能夠增加林內相對濕度，但同時也會有降低相對濕度的情況發生，因此需要根據具體情況進行選擇和管理。

第三，生物防火林帶能夠提高森林內部的生物多樣性，改善森林生態環境，對森林的長期保護具有重要的意義。

基于上述研究結果，建議在森林防火工作中，應加強對生物防火林帶的建設和管理，使其在防火的同時也能夠發揮對森林內部環境的積極影響。同時，需要在具體實施時根據森林生態環境的不同特點進行科學選擇和管理。

參考文獻

[1]陳存及.中國的生物防火火災科學[J].火災科學，1995，4（03）：42-48.

[2]廣東省質量技術監督局.生物防火林帶建設導則[S].廣州，2004.

[3]李志洪，雷景仰.梅州市生物防火林帶工程建設情況調查簡報[J].廣東林勘設計，1998.

[4]葉兵.國內外森林防火技術及其發展趨勢[D].北京：中國林業科學研究院，2000.

[5]國家林業局森林防火辦公室.中國生物防火林帶建設[M].北京：中國林業出版社，2003.

[6]關于切實加強護林防火工作的通知（粵府辦〔1987〕90號）.

[7]廣東省森林防火實施辦法（粵府辦〔1990〕12號）.

作者簡介：

裘昕彤（2000- ），女，漢族，江蘇南通人，本科在讀，研究方向：森林防火樹種；陳梓迪（2000- ），男，漢族，廣東揭陽人，本科在讀，研究方向：森林防火樹種；李永鑫（2001- ），男，漢族，山東五蓮人，本科在讀，研究方向：森林防火樹種；蘇杭（2001- ），男，漢族，北京人，本科在讀，研究方向：森林防火樹種。

基金項目：

南京森林警察學院本科生創新訓練項目：“江蘇省主要防火樹種燃燒性測定分析——江蘇省林業科技創新與推廣項目”項目編號：LYKJ［2020］20。