森林可燃物是林火发生 影响火烧强度的重要因素

森林可燃物是林火发生影响火烧强度的重要因素
【摘要】森林可燃物是林火发生、影响火烧强度的重要因素之一，综述了森林可燃物研究的最新进展，提出了我国森林可燃物的研究方向。

【关键词】林火;森林可燃物;可燃物管理
自然火是森林生态系统的重要组成部分，它以从地表火到树冠火的多种形态调整森林生态系统的树种组成、年龄结构和空间（景观）格局。

地表火清除林下堆积物，调整林分结构，为存活树木创造成材的环境。

树冠火烧掉整片林木，为早期演替树种创造生长条件，使空间存在着不同年龄镶嵌的异质森林景观结构。

林火作用下产生的林分与景观结构既能有效地抵抗森林病虫害的传播，又为野生动物提供宝贵的生境。

1.森林可燃物的特性
森林可燃物是林火发生和燃烧的物质基础。

森林可燃物的特性包括森林可燃物的理化性质和空间组合特征。

可燃物的理化性质描述可燃物植物部分的特性，包括可燃物的化学性质以及密度、燃点、热值、含水率等物理性质，主要用来解释燃烧现象（能量释放大小、火线强度和火焰长度等）；可燃物空间组合特征描述可燃物组合的各种特性，包括可燃物的数量、大小、形状、密实度及连续性等，主要影响火行为（扩散速率与强度）。

国外主要进行森林可燃物热值测定、林木抽提物和灰分含量随林木年龄和季节变化规律的探讨、可燃物的水分含量和载量估算等；森林可燃物类型划分研究的目的之一是预测火行为，进而推测火效果、确定防火措施。

划分森林火险等级指数，进行森林火险等级预报；准确估算不同森林可燃物类型的载量和空间分布，还可为可燃物管理提供指导，保证林火安全。

然而森林可燃物不是单一的燃料，而是一个复杂的多层体系，由地表到林冠包括半腐殖质层、细可燃物层、粗可燃物层、草本层、灌木层和乔木层，每一层都有其独特的结构特征。

由于可燃物在层次、形态、数量及理化特征上的巨大变异性，难以对其进行全面的描述。

每一种可燃物都与一套描述可燃物的标准参数或属性相对应，通常将这些具有标准参数或属性的可燃物类型称为可燃物模型，应用气象和地形等来预测林火类型、扩散速率与强度，管理部门据此信息来确定反应时间和扑救措施。

2.森林可燃物类型、载量的调查与制图
森林可燃物类型、载量的调查与制图是在深入理解可燃物与生物和环境因子关系基础上进行的。

森林可燃物载量的研究一般采用机械布点法，设置样地，实测不同级别可燃物的重量，实测结果与林分因子（林龄、郁闭度、平均树高和胸径等）及环境因子（海拔、坡度和坡向等）建立回归方程来推测不同时滞级别（1h、10h、100h、1000h）可燃物载量。

随着森林可燃物类型与火行为研究的不断深入，可燃物制图方法也从野外调查法和遥感调查法，发展到环境梯度—生物物理模拟法。

野外调查法是最准确的方法，但是耗费高，覆盖面积小，适合于区域（如保护区）、高精度森林可燃物管理工作。

遥感调查法能在大面积上获取林型信息，但不能直接探测到森林结构和林冠下的可燃物层，从而需要通过相关信息推测下层可燃物。

该方法的推测精度有限，适合区域性森林可燃物调查制图。

最近建立环境梯度—生物物理模拟综合了3S技术和计算机模型，能有效地用于多尺度（从细到粗）可燃物制图。

3.森林可燃物管理研究
20世纪的森林管理理念将林火视为森林生态系统的外来干扰，森林管理中普遍采用灭火措施。

灭火的直接效益是保护了现有林木、人类和基础设施的安全。

但大量的研究表明，长期灭火，改变林火频率、大小及强度，会导致一系列生态后果：在以树冠火为主的寒温带针叶林区，长期灭火使可燃物过理堆积、过火面积增大、林火强度增大，导致灾害性森林大火，如1987年的大兴安岭火灾。

在以地表火为主的暖温带落叶阔叶林区，灭火虽不会导致灾难性大火，但会造成可燃物过量堆积，新种子不能萌发，林分更新困难，森林质量下降（林木生长过密、材质低、优质林被劣质林取代）。

扭转灭火负效应的首要工作是森林可燃物的管理，因为森林可燃物是影响林火发生的自然因素中（气象、地形）人类能控制的林火因子，森林可燃物管理是解决林火安全问题和恢复森林健康的根本途径。

森林可燃物管理的研究工作主要包括试验研究和模型研究两个方面。

4.森林可燃物试验研究
林火管理思想出现于20世纪60年代，而直到过去的二三十年，才真正将可燃物管理纳入到林火管理实践中。

发达国家的林火管理已从单一的灭火发展到森林可燃物管理，包括计划火烧、机械清除、林疏透和自然火利用、增加防火林带、城市—野外交界处可燃物的处理。

计划火烧是指在人为控制下，烧除森林地表细可燃物；机械清除是指用机械方法将粗可燃物粉碎分解，或移出森林生态系统；林分疏透是指用采伐的方法清除一部分林木（活可燃物），保持林冠间的距离，防止冠火蔓延；自然火利用是指在不危害人类和基础设施安全的前提下，让林火自然蔓延和熄灭，发挥自然火的生态功能；防火林带主要地指人为清除一定宽度内的可燃物以阻止林火蔓延；城市—野外交界处可燃物的处理主要是通过公众教育和交接处可燃物去除来降低林火发生频率。

5.研究展望
森林可燃物管理涉及不同时空尺度的基础科学问题。

在空间上，不同森林类型、环境条件、采伐、造林和干扰会导致不同的可燃物类型，这些因子错综复杂的相互作用，造成了森林可燃物的空间复杂性；在时间上，即使是同一林型，不同演替阶段（如老龄林与幼龄林）可燃物类型也会不同。

此外，可燃物随生态系统演替的变化（累积与分解）以及可燃物处理对树种组成、年龄结构乃至景观格局的影响，是几十年到几百年的动态过程。

解决这一问题需要建立可燃物类型、载量与森林类型、非生物因子、采伐、造林与自然干扰的关系，在区域水平上预测森林可燃物处理的效果。

需要综合空间技术与生态学原理，利用遥感技术获取可燃物的空间信息，利用生态模型明确地定义各种生态因子及其相互作用的数学和逻辑关系，评价可燃物处理的各种方案，从而回答野外试验无法回答的问题。

气候变化模拟结果表明，全球气候趋向干暖。

气候变得干暖将会增加可燃物的数量，延长火烧季节，增加火烧的面积、强度和频度。

还可能会引起森林碳源—汇功能的变化，从而会引起森林生态系统碳收支的变化。

全球气候变化背景下可燃物管理如何降低火险？如何影响森林生态系统的碳收支？也是今后的重要研究方向之一。

6.结论
森林可燃物管理是从根本上解决林火安全问题、改善森林结构和提高森林健康的途径。

森林可燃物管理研究是火行为研究和林火调控的基础工作，这些工作为从当前以监控和灭火为主的林火管理方针转为新时期以可燃物处理为主的林火管理方针提供理论基础。

但是，我国在森林可燃物基础研究方面还不够系统和深入，需要加大投入，尽快建立我国森林可燃物分类体系和森林火险等级系统，
使我国的林火管理迈上新的台阶。

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