蒙古栎生物防火林带建设与维护研究

蒙古栎生物防火林带建设与维护研究

建立防火带，在较长一段时间内有效防止森林火灾的传播，减少火灾损失。这是环境保护、民防、民防、林业可持续发展的需要。同时，它也代表了世界森林防火的发展趋势，对人们来说尤为重要。我国防火林带的生产实践已走在世界前列,但研究多集中在防火林带树种的筛选、林带阻火机理等方面,对生物防火林带的研究工作仍落后,有关北方生物防火林带建设对生态环境影响方面的研究更少。为此,本文以黑河地区试点营建中的《改培型生物防火林带阻隔系统工程》为依托,采用人工清理和计划烧除相结合的方法,建立并维护改培型蒙古栎生物防火林带,研究其防火效果及生态环境的变化情况。1样地选择森林类型五大连池市地处小兴安岭西南坡(125°42′～127°39′E,48°16′～49°12′N),属低山丘陵区,海拔250～600m,地势东北部高、西南部低。寒温带大陆性季风气候,冬季寒冷干燥,夏季温暖多雨,森林类型以天然次生林为主。本研究的样地选设在火险隐患大、立地条件典型的五大连池市青山林场改培型蒙古栎生物防火林带阻隔系统工程内,该生物防火林带是以蒙古栎为主,以白桦、山杨、落叶松等树种为辅的天然次生林缘,林带宽度60m,林道宽4～6m。该林场2008年进行本底调查后(0),采用人工清林、修枝、计划烧除等方式建成改培型蒙古栎生物防火林带,2009～2011年(1a、2a、3a)连续3年采用计划烧除法清理林带下可燃物维护防火林带。2学习方法2.1样本测量选取典型区域,建立3块20m×20m的样方(表1),同时分别在其内设置5m×5m及1m×1m的小样方。2.2烧除病毒活性调查在20m×20m的样方内,调查乔木(胸径>2cm)的种类、数量,并于2008～2011年(0、1、2、3年)每年7月份,进行控制性计划烧除试验;在5m×5m小样方内,采用收获法对灌木生物量进行调查;在1m×1m小样方内,采用收获法对草本生物量及地表可燃物载量进行调查。样品带回实验室后测定自然含水率(80℃下烘干至恒重),进而推算单位面积载量。2.3土壤物理性质的测定采用蛇形取样法在样地内布点,在每个点用环刀取样,测定其土壤物理性质;用土钻采集各层土样后,带回实验室,风干后过100目筛,再进行土壤化学性质分析。2.4不同处理的土壤深度的理化性质差异采用SPSS19.0软件对数据进行分析处理;单因素方差分析研究不同处理年限、不同土壤深度的土壤理化性质差异,并在差异显著时进行多重比较(p<0.05)。3结果与分析3.1乔木带的覆盖厚度在五大连池改培型蒙古栎生物防火林带内,乔木树种基本都是耐火树种(表2)。因改培型蒙古栎生物防火林带是在原林地边缘和山脊等适宜区域保留的乔木树种,经清理林下可燃物等措施后,将林地网格化而建成,所以其胸径>2cm的乔木树种组成虽没有发生大的变化,但仍有部分树木死亡(表3)。其中蒙古栎的死亡原因除自然稀疏外,还因机械损伤和林带内生长环境改变所致,因此,建带过程中应尽量减小对生态环境的影响。3.2数据处理及分析对所选取的3块样地进行不同年限(0、1、2、3年)处理,然后对不同土层深度土壤物理性质(含水率、密度、孔隙度)和养分含量(全磷、全氮、全钾)的变化情况(表4～表5)进行测定,并用SPSS统计分析软件进行单变量方差分析。方差分析结果显示:不同处理年限间的土壤容重、孔隙度、全氮、全磷均不存在显著差异(P含水率=0.868,P容重=0.833,P孔隙度=0.840,P全氮=0.781,P全磷=0.945,P全钾=0.062>0.05)。这表明:防火林带内经计划烧除处理后,虽然杀灭了灌木和草本,但林内土壤的小环境在短期内并未受到明显的改变,不会对主冠层乔木生长产生不良影响。3.3计划烧除法可燃物载量在根据国际上公认的林火蔓延标准,林内可燃物载量达到5t/hm2时,才有可能蔓延形成大火。人工清理和计划烧除处理后的样地内,灌木基本不生长;未经处理时,灌木的平均生物量达到12.9t/hm2;计划烧除处理样地内草本生物量呈逐年降低趋势,至第3年,3块样地平均下降到0.58t/hm2,比未经处理的样地少45.0%;连续3年内,3块样地可燃物的平均载量为1.39t/hm2(表6),比未经处理时减少86%。本试验结果表明:经人工清理和计划烧除处理的防火林带,可燃物载量明显降低,并低于国际标准。因此,采取计划烧除法处理林带内可燃物能达到防火阻火的效果。同时,能够消除病虫害、改善林内卫生条件、增强地温肥力,改善林带内的养分空间,进而促进林木的健康生长。4安全生产需要增加或被烧内容不足的防火林4.1经人工清理建成并采用计划烧除法维护改培型蒙古栎生物防火林带,除机械损伤和林带内生长环境改变造成极少量胸径<2cm的树木死亡外,不影响林带内结构;计划烧除维护过程中,林带内土壤小环境改变较小,不影响林木的正常生长。在计划烧除逐年维护的防火林带内,由于地表可燃物载量远远小于5t/hm2,难以维持地表火的稳定燃烧,有效的控制了林火蔓延速度;林带内林道两侧双边沟可有效阻隔地下火的蔓延;林道开通后,遇有火警时可运送扑火队员、防火装备等迅速抵达火场,采取扑打、化灭、洒水以及以防火林带为依托点烧迎面火等方式有效控制森林大火发生,降低了林火发生