森林可燃物的研究

管理科学

森林可燃物的研究

王崇江1彭志成2

（1、讷河市林业局，黑龙江讷河16100

2、黑龙江省林业监测规划院，黑龙江哈尔滨150080）

森林可燃物是林火发生和燃烧的物质基础。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、提高森林健康水平的途径。

1森林可燃物研究进展1.1森林可燃物的特性。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）。

1.2森林可燃物类型与火行为。森林可燃物种类复杂，根据研究目的的不同，森林可燃物类型的划分方法主要有下面几种：a.按物种类别

可以将可燃物分为死地被物、

地衣、苔藓、草本植物、灌木、乔木、森林杂乱物等；b.按可燃物分布的空间位置可以将可燃物分为地下、地表和空中可燃物；c.按易燃程度可分为易燃可燃物、燃烧缓慢可燃物和难燃可燃物；d.按燃烧时可燃物消耗可分为有效可燃物、剩余可燃物和总可燃物；

e.按可燃物挥发性将可燃物分为高挥发性可燃物、低挥发性燃物和中挥发性可燃物；

f.按生活力将森林可燃物分为活可燃物和死可燃物。

森林可燃物类型划分研究的目的之一是预测火行为，进而推测火效果及其确定防火措施。还可以通过与地形因子和气象因子耦合，划分森林火险等到级指数，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。

1.3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的关系的基础上进行的。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 ）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，但不能直接探测到时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。

1.4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，改变林频率、大小及强度，会导致一系列生态后果：

1.4.1在以树冠火为主的寒温带针叶林区，长期灭使可燃物过理堆积、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。

1.4.2在以地表火为主的暖温带落叶阔叶林区，灭火虽不会导师致灾难性大火，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性和模型研究两个方面。

2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。因此需要解决的科学问题包括：

a.如何根据可燃物的时间变化规律进行可燃物处理，使处理效果接近自然火对森林生态系统的影响效果；

b.如何通过不同可燃物处理的频率（时间）和面积（空间）搭配来确保不只是在某一时段，而是在长的时间尺度上（100~300年）降低或去除灾害性火，保证林火安全。

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。

今后森林可燃物研究可能围绕以下几个方面：开展多尺度可燃物研究。目前大都在样点尺度上（如林型）上研究可燃物类型、载量与环境因子的关系，为景观、区域与国家尺度的可燃物分类制图提供基础数据；但在区域尺度上（如温带针叶阔混交林）可燃物空间变异和国家尺度上完善基于森林可燃物的森林火险预报的研究还有待进一步加强。

可燃物类型与火行为的研究。目前很多国家（包括我国）缺乏统一的森林可燃物类型划分标准，火行为模型的开发与应用受到了限制，落后于发达国家近20年。在全球气候变暖、极端频繁、火险不断增加的21世纪，此项研究工作迫切需要开展。

森林可燃物处理效果评价。森林可燃物处理效果评价是当前国际火生态学研究的前沿，可燃物处理对森林更新、森林质量和森林火险的长期影响还缺乏系统的评价研究，限制了可燃物处理方案的制定与实施。可把以试验观测为基础的静态研究与以空间技术和生态模型为基

础的动态预测相结合，研究可燃物处理效果。

研究如何通过可燃物处理来改进森林结构与自然更新，保持森林健康与持续发展，在高火险区寻找可燃物处理的有效方案（时机、面积和方法），减少国家在林火监控和灭火中的大量投资，取得事半功倍的效果。

多数和气候变化模拟结果表明，全球气候趋向干暖。气候弯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。

结语

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向新的台阶。

摘要：森林可燃物是森林生态系统的基本组成部分，是影响林火发生及火烧强度的重要因素之一，提出了我国森林可燃物今后的

研究方向：开展多尺度可燃物研究；可燃物类型与火行为的研究；把以试验观测为基础的静态研究与以空间技术和生态模型为基础的动态预测相结合，研究可燃物处理效果；全球气候变化背景下可燃物处理与碳收支。

关键词：林火；森林可燃物；可燃物管理157··