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亚热带典型森林类型可燃物载量分配特征
(1.国家林业和草原局华东调查规划设计院,浙江杭州 310019;2.兰溪市野生动植
可燃物载量是森林火灾发生的重要物质基础[1],明确森林可燃物载量分配特征对
行了探讨,如构建数学模型[5-6],分析胸径、冠幅、郁闭度等林分因子对地表可燃
物载量的影响[7-9]。近年来,许多学者试图利用各类遥感方式获取森林可燃物特
征,如地基雷达[10]、Landsat 影像[11]等。有研究表明,森林可燃物特征因树种
不同而存在差异[12-13]。国内学者主要对森林可燃物载量特征及其影响因素进
梁瀛等[17]以天山云杉林为研究对象,采用相关分析方法研究了地表可燃物载量
林可燃物载量均有一定影响,其中郁闭度影响最显著。赵璇等[19]对秦岭东段油
松(Pinustobuliformis)飞播林地表可燃物载量进行了系统测定,比较不同密度林分
之间的差异,结果表明不同密度林分地表可燃物载量差异较大,并认为定期清理林
测定及统计分析等方法,探讨森林及其组分类型对可燃物载量的影响,并针对各森
浙江省湖州市(119°14′~120°29′E,30°22′~31°11′N)处于浙江北部,太湖南岸,东
西部多山,最高峰龙王山海拔1 587 m。属于典型的亚热带季风气候区,气温适中,
年平均气温12.2~17.3 ℃,无霜期224~246 d。植被类型为典型的亚热带常绿
依据湖州市森林防火普查数据[20],筛选典型森林类型样地,并结合补充选设的有
代表性的临时样地进行森林可燃物载量调查,获得防火调查数据,样地大小规格为
20 m×20 m,共361 块。所选的典型森林类型为9 种,分别为杉木纯林地(115 块)、
木荷纯林地(34 块)、其他软阔叶林地(30 块)、其他硬阔叶林地(36 块)、其他针
叶纯林地(9 块)、针阔混交林地(6 块)。分别于所布设样地的4 个角点位置设置
5 m×5 m 的灌木调查样方,每个灌木样方中心位置分别布设1 m×1 m 的草本调
查样方。在所调查的20 m×20 m 样地内,随机选设20 cm×20 cm 的凋落物和腐
对所布设的20 m×20 m 临时样地进行每木检尺,乔木起测胸径为5 cm。对灌木
(精确度 0.01 g),并利用牛皮纸信封进行采样带回。对于枯落物和腐殖质调查样
方,采用全部收获法测定其各层鲜质量,利用牛皮纸信封采样带回。将各临时样地
界中的分解情况,将凋落物层分3 个层次分别进行调查,分别为枯落物层1(未分
解层)、枯落物层2(半分解层),和枯落物层3(全分解层)。取样分层标准[21]:未分
解层位于枯落物的表层,形成时间小于 1 a,未分解、未压缩成块状;半分解层已开
始分解,但叶片形状尚完整,未压缩成块状;全分解层叶片形状已不完整或已不能
辨认,通常压缩成块状,紧挨表土层。调查20 m×20 m 临时样地内的全部枯倒木
将野外采集的不同组分的可燃物样品放入烘箱内,在105 ℃下连续烘干24 h 至
质量恒定,利用电子秤称量烘干样品的干质量(精确至0.01 g)。根据样品的干湿
式中:D 为样品的干湿比;md 为烘干后样品和信封的总恒定质量,g;mb 为烘干后
信封的干质量,g;mn 为取样的样品和塑料袋的总鲜质量,g;ma 为正常状态下塑料
利用适用于当地的一元材积表[22]及每木检尺数据计算各森林类型的单木材积,
进而计算其单位面积蓄积量,m3/hm2。根据已有的生物量方程[23]及每木检尺数
及各组分的单位面积可燃物载量差异,进行Duncan 多重比较(α=0.05),分别统计
层(P0.05),枯倒木层又显著高于灌木层、草本层、枯落物层1、枯落物层2、
枯落物层3 及腐殖质层(P0.05)。其他针叶纯林的乔木层单位面积可燃物载量
枯倒木层(P0.05)。毛竹纯林单位面积枯倒木层可燃物载量显著高于其他组分
林类型较高,而毛竹纯林最低。对于灌木层单位面积可燃物载量,其他针叶纯林相
对其他森林类型较高,毛竹纯林最低。木荷纯林的枯落物层1 和枯落物层2 的单
图1 乔灌草及枯倒木层单位面积可燃物载量与单位面积蓄积量的关系Fig. 1
之间存在着明显线性相关性,其中,栎类纯林的相关性最高(R2=0.89),马尾松纯林、
木荷纯林、其他硬阔叶林、其他针叶纯林相关性较高,R2 分别为0.65、0.68、
0.64 和0.69。所有森林类型的乔木层单位面积可燃物载量与其单位面积蓄积量
与乔木层单位面积蓄积量之间也存在一定程度的相关性(R20.60),且随着乔木
加,变化趋势不显著。马尾松纯林的枯落物层1、枯落物层2、枯落物层3 的单
森林可燃物载量特征影响林火的发生、发展及火烧强度,是森林火灾的物质基础,
是森林可燃物可持续管理的基本依据[24]。森林结构组成影响水平、垂直可燃
物的分配,进而影响森林综合抗火能力及发生重大或特大森林火灾的概率[25-26],
最大,枯倒木层次之,且均显著高于灌木层、草本层等其他组分,这说明该地区森
着显著差异,这与前人的研究结果相类似[27-28]。其中,枯倒木层的单位面积可
燃物载量较大是本区域森林可燃物载量的重要特征,尤其是毛竹纯林,这可能是由
度调整和林下枯倒木、濒死木的移除,加强林分抚育工作,改善林分环境和健康水
燃物载量较高,这说明树种组成对组分单位面积可燃物载量具有一定的影响[12,
29-32]。相比于木荷纯林等其他森林类型,针阔混交林和其他软阔叶林的枯落物
层1、枯落物层2 的单位面积可燃物载量较低而枯落物层3 的单位面积可燃物
载量较高,说明针阔混交林和其他软阔叶林的凋落物相比之下更容易分解,组成树
分解速率较慢造成凋落物可燃物载量积累慢[14, 33-35],而针阔混交林凋落物及
其分解速率相对较快[36-37]。研究结果还表明,随着乔木层单位面积蓄积量的增
加,灌木层、草本层单位面积可燃物载量呈现下降趋势,这可能是由于乔木层蓄积
量的增加导致林下光照强度的下降,从而影响林下灌草的生长,这可以通过控制乔