生物防火林帶對林內微環(huán)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(fā)生越發(fā)頻繁，給人們的生命財產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境造成了巨大的威脅。為了減少森林火災對生態(tài)環(huán)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(jù)。

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(fā)生、突發(fā)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(tài)環(huán)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(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策”。因此，保護環(huán)境就要確立林業(yè)在生態(tài)環(huán)境建設中不容取代的地位。森林作為林業(yè)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(qū)內擁有的一些山林、森林公園、自然保護區(qū)等為研究防火林帶主要防火樹種對微環(huán)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(jù)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(fā)林火的主要火源是人為火源，而自然火源已經(jīng)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(tài)學、火災生態(tài)學、植物學、土壤學、生態(tài)工程學、地理信息系統(tǒng)等多個領域。

二、研究區(qū)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(jīng)119°52′至121°12′。蘇州市地處長江三角洲平原區(qū)，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(qū)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(jù)，還可以為其他地區(qū)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(xiàn)在七月，平均約為31℃，最低氣溫出現(xiàn)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(yè)概況

截至2019年底，林地面積有834.49百公頃，國家特別規(guī)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(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(jù)官方數(shù)據(jù)，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(qū)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(shù)據(jù)，持續(xù)3天對研究樣地進行測量得出數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)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(fā)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(fā)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(fā)生增添危險。

（三）對氣溫的影響分析

通過圖表數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)據(jù)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(fā)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(huán)境的監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)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(jīng)過對生物防火林帶在林內微環(huán)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(fā)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(fā)生，因此需要根據(jù)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(tài)環(huán)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(fā)揮對森林內部環(huán)境的積極影響。同時，需要在具體實施時根據(jù)森林生態(tài)環(huán)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(jiān)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(fā)展趨勢[D].北京：中國林業(yè)科學研究院，2000.

[5]國家林業(yè)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(yè)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(chuàng)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(yè)科技創(chuàng)新與推廣項目”項目編號：LYKJ［2020］20。