丁進義 樂冬英 李大進 余江林

摘 要 選擇江西農(nóng)業(yè)大學校園內(nèi)10個樹種的枝、葉、樹皮進行物理化性狀測定分析和燃燒試驗，根據(jù)各樹種的含水率、燃點、燃燒時間、火燒強度等因子，對10個樹種的燃燒性進行了排序，實驗結(jié)果表明燃燒性從難到易依次為苦楝、銀杏、紫穗槐、藍果樹、香椿、南酸棗、楓楊、皂莢、元寶槭和臭椿。為南方防火林帶提供了目前公認以外的防火樹種。

關(guān)鍵詞 落葉植物；物理特征；含水率；燃燒行為；失水率

中圖分類號：S762 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.32.018

森林火災(zāi)是一種嚴重的自然災(zāi)害，森林可燃物與氧化合傳熱、傳質(zhì)流動產(chǎn)生化學反應(yīng)就會引發(fā)森林火災(zāi)，其中可燃物是發(fā)生火災(zāi)的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于可燃物的不同種類，其燃燒性也存在著很大差異[1]。森林可燃物的特性由構(gòu)成森林的樹種決定，可對森林可燃物的性質(zhì)和數(shù)量造成直接或間接影響。近些年，國外專家開展了大量的關(guān)于不同樹種燃燒性及理化性質(zhì)相關(guān)的實驗，并總結(jié)出一定的相關(guān)理論，當前我國也越來越重視森林防火研究，很多學者和專家針對不同樹種的燃燒性進行了多方面的試驗研究。本文選擇10種常見落葉樹種植物燃燒性實驗，探討樹種燃燒性難易程度，為建設(shè)生物防火林帶，合理配置經(jīng)濟效益樹種，降低森林火災(zāi)發(fā)生率等提供理論參考。

1 實驗方法

本實驗選擇10種落葉樹種作為研究材料。分別為：香椿、元寶槭、苦楝、銀杏、南酸棗、紫穗槐、藍果樹、臭椿、皂莢和楓楊。

1.1 樣品采集與制備

夏季晴天時分別從樹冠陽面不同部位采集鮮葉，秋季時節(jié)采集枝條及樹皮，上述采集各季均進行3次。要求試樣的采集規(guī)格為：選擇功能葉片，去掉老葉、病葉和殘葉，每次采集約500 g；枝條直徑要在0.5～1.5 cm，長度約為10 cm，每次重復(fù)采集500 g；樹皮要選取樹干離地面1.3 m處，約7 cm×7 cm的樹皮。采集的樣品采用塑料袋密封，帶回室內(nèi)，在電子天平上稱量鮮重，之后將采集的樣品鋪在室內(nèi)，邊晾邊置于烘箱烘至恒重，計算樣品含水率。其中恒重的樣品，選其中的一半開展室外燃燒試驗，另外一半做化學成分分析。粉碎機將烘干留取的一般樣品粉碎，過60目篩，裝入試劑瓶中備試，參照LY/T1267-1999《森林植物（包括森林枯枝落葉層）樣品的采集與制備》。

1.2 研究方法

1.2.1 物理性質(zhì)指標測定

測量含水率時，采用105 ℃烘干恒重法；粗灰分測定運用干灰化法；粗脂肪采用索氏殘余法測定；木質(zhì)素利用硫酸水解法測定；采用硫酸和氫氧化鈉先后沸騰水解的方法來測定纖維素。

1.2.2 燃燒性試驗

葉樣品烘至絕干后，取相同重量的葉樣品放置自制燃燒床上，點燃后根據(jù)秒表計時，觀測火焰高度，燃燒時間，計算出不同樹種的火燒強度、火焰高度和燃燒時間。其中利用火焰高度目測估算火燒強度，計算公式為：I=273h2.17

式中，I：火燒強度，kcal·s/m；h：火焰高度，m。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 物理特性分析

不同的落葉樹種，其含水率、日平均失水率、燃點等物理因素存在著明顯的差異，其中含水率對樹種燃燒性的造成很大的影響。當樹種體內(nèi)含水量較多時，不易燃燒，樹種的抗火性就相對較強。而且在同一時期內(nèi)，不同的樹種含水率也有所不同，同一樹種，不同季節(jié)和不同器官內(nèi)的含水率也有較大的差異。所以燃點的高低決定了植物是否易燃，這是樹種燃燒的重要指標之一。

2.1.1 含水率分析

樹種的含水率對可燃物到達燃點的速度及可燃物釋放能量的有很大關(guān)系，當含水率較低時，林火蔓延速度較快，林火的發(fā)生率較高，反之林火的發(fā)生率較低，這是開展森林防火研究的重要因素之一。

如圖1所示，10個樹種中，楓楊的枝飽和含水率最高，達98.60%；其次為香椿枝，為91.60%；含水率最低的是銀杏枝，為57.80%；其余介于60%～90%。皂莢葉飽和含水率最高，達84.30%，其次為苦楝葉，為83.50%，含水率最低的是紫穗槐葉，為78.90%，其余介于80%～83%。

2.1.2 失水率的對比分析

樹種失水率的快慢也樹枝是否易燃燒的影響因素之一，失水率越快時，樹種枝條就越易達到著火點，燃燒率就高，引發(fā)森林火災(zāi)的危險性就會加劇[2]。在10個樹種中，失水率均隨時間增加失水率而減少，5月3日例外，這是由下雨未關(guān)好窗，受飄進的雨滴影響所致。楓楊的平均失水率隨時間變化最大，受外界環(huán)境影響越大，越容易被引燃，表明其抗火性越弱。銀杏、藍果樹失水率變化較不明顯，受外界環(huán)境影響小，抗火性強。其余樹種元寶槭、苦楝、南酸棗、紫穗槐、皂莢、臭椿、香椿，變化相似，如圖2所示。

2.2 燃燒性分析

2.2.1 燃燒時間

實驗得出：10個樹種的燃燒時間在2～5 min，燃燒時間最長的是南酸棗、藍果樹、臭椿、皂莢、銀杏，時間均為4 min以上，最短的是元寶槭、苦楝、紫穗槐、楓楊，時間為2～2.5 min，香椿為187 s。

2.2.2 火燒強度

燃燒強度是決定樹種將熱量傳導到下個物質(zhì)的因素，燃燒強度越大，就越易加速火焰蔓延，所以燃燒強度的高低決定了是否能形成大規(guī)模森林火災(zāi)。據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示：10個樹種中苦楝燃燒強度最強，高達176.03 kcal/m·s；

其次為楓楊，為168.22 kcal/m·s；香椿和紫穗槐為146.23 kcal/m·s；臭椿最低，為48.27 kcal /m·s，其他在48.02～123.72 kcal/m·s。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

從以上分析得出10種落葉植物燃燒性從難到易排列依次為苦楝、銀杏、紫穗槐、藍果樹、香椿、南酸棗、楓楊、皂莢、元寶槭和臭椿。

3.2 討論

從以上的實驗結(jié)果中可以看出，苦楝的抗火性能較好，適合做防火的落葉樹種，該結(jié)果可以幫助人們選擇相應(yīng)的抗火樹種，并適當?shù)貙⑾嚓P(guān)的樹種參與到森林防火中。這個結(jié)果與其他的研究結(jié)果大致相同，實驗結(jié)果中遇到的困難是做燃燒實驗過程中的安全問題，燃燒是一種劇烈的化學反應(yīng)過程，因此燃燒試驗要充足的準備防火措施。

參考文獻

[1]胡海清，鞠琳.小興安嶺8個闊葉樹種的燃燒性能[J].林業(yè)科學，2008，44（5）：90-95.

[2]李世友，羅文斌，舒清態(tài)，等.昆明地區(qū)25種木本植物的燃燒性及防火樹種篩選[J].浙江林學院學報，2009，26（3）：51-57.

（責任編輯：劉昀）