近自然林业理论在生物防火林带营建中的应用

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  摘 要:营建生物防火林带工程是森林防火基础设施建设中一项艰巨的任务,根据生物防火林带的特点,结合桐庐县森林现状和发生森林火灾的特点,提出了近自然理论,以解决生物防火林带存在的问题,节约了开支,并提高了防火的效果,以期为对生物防火林带建设提供指导性建议。
  关键词:近自然林业;生物防火林带;营建;不同林分
  中图分类号 S776.29 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)07-132-03
  森林防火是我国林业一项长期的战略任务,营造生物防火林带是森林防火的治本措施,是南方林区林火管理的发展方向,受到森林防火专家和有关部门的高度重视[1]。近几年来,国内外对森林火灾的成因、生物防火林带阻隔林火的作用机理、抗火树种筛选、林带树种的配置、林带结构等方面做了大量的研究[2-6]。
  桐庐县从2006年开始生物防火带建设,3a共建设生物防火林带146.97km,其中新建107.27km,改建39.6km。从3a实践看,由于新建型生物防火林带建设工程量大、建设期较长(7a以上)、财政投资少,造成造林质量差,树种较为单一,抚育管理跟不上,防火林带成为引火带。笔者从分析桐庐县发生火灾特点和全县森林状况着手,从生态环境保护的紧迫性、森林防火的主动性、工程建设的节约性和实用性等方面综合考虑,建议将生物防火林带建设转向以近自然的阔叶化改造为主的生物防火林带建设道路,使之较短时期(4~6a)内能产生阻隔林火的效能。
  1 桐庐县森林火灾的特点
  从2003-2008年6a中,桐庐县共发生森林火灾45起,按森林植被组成统计:针叶林发生森林火灾的受害次数、面积最多,其次是针阔混交林,阔叶林和竹林最少(图1)。针叶林和针阔混交林发生火灾的次数占总次数的80%,总受害面积为428.9hm2,受害面积占总受害的99%。全县针叶林和针阔混交林发生森林火灾次数和受害面积的比例远远大于针叶林和针阔混交林占有林地的比例。
  根据森林可燃物的种类与特性,亚热带的常绿阔叶林和落叶阔叶林混交林是不易燃的,针叶林是极易燃的;针叶树比阔叶树易燃,油脂含量多的比油脂含量少的易燃。因此,桐庐县森林火灾发生次数和受害面积与森林植被的现状符合林火发生的规律。从桐庐县森林火灾发生特点看,针叶林、针阔混交林和无蓄积林地的生物防火林带的改建应是建设的重点。
  从单次火灾造成的过火面积来看,其中6.67hm2以上的火灾27起过火面积则达到732.13hm2,占总过火面积的86%,这些地块均为针叶林和无蓄积林地,中间没有阔叶林分布。从资源调查的数据来看,桐庐县阔叶林所占比重大的林分结构对控制森林火灾是有利的,但由于地形地势和土壤条件及经营理念的影响,各种林分的分布是不均的,有些地方连片针叶林分布中间没有阔叶林分布,发生火灾后难以控制,造成巨大的损失。如百江镇2004年3月10日一次火灾造成过火面积265hm2,钟山乡2004年4月20日一次过火面积49hm2。上述数据说明,阔叶林具有天然的阻隔森林火灾的能力,或者说森林火灾对阔叶林不会造成大面积的过火损失;针叶林和无蓄积林地是森林火灾产生危害的主要对象。
  2 桐庐县森林植被状况
  桐庐县位于浙江省的西北部,介于E119°11′~119°58′、N29°35′~30°05′,属于中亚热带常绿阔叶林地带,浙皖山地丘陵青冈苦槠林植被区。根据2008年的资源调查数据,全县有林地面积13.7万hm2,其中经济树种林分1.02万hm2,占7.4%,阔叶树种林分4.41万hm2,占32.2%;针阔混交林2.07万hm2,占15.1%,针叶林4.69hm2,占34.2%;竹林面积1.51 hm2,占11%。可以看出经过近20a来的封山育林和人工造林工作,森林资源状况有了明显的改善,林下植被丰富。但总体上来说,还是表现出森林植被质量不高、树种结构不合理的现象。
  3 近自然改造理论
  森林火灾产生危害的主要原因是林地有大量的可燃地被物,减少可燃地被物、切割成片的森林火灾高危林分是营林防火的切入点和关键。有研究表明,阔叶林枯枝落叶的分解明显快于针叶林,结构单一的林分的枯枝落叶分解比多树种的阔叶林分解慢[6]。从我们的对比观察来看,阔叶林分的枯枝落叶分解速度是针叶林的2倍。无蓄积林地(主要是未郁闭的未成林造林地、荒山荒地、幼林地)可燃地被物主要是1a生杂草,如果不能迅速地过渡到郁闭林分,则时刻成为森林火灾的导火线。
  近自然理论是模仿自然和接近自然的一种森林经营模式。也即充分考察本地区的森林顶级群落的发生发展及演替过程,在具体的营林过程中采用相近或相类似的封育、人工促进等营林措施,充分利用自然规律和自然力,节省人力物力,降低经营成本,促进森林群落从低级向高级发展,从而保障生物的多样性和生态系统的稳定性。应用近自然理论,目的是按照自然群落的发展规律,在营建防火林带上,用近自然理论来进行规划,并用近自然的方法来营建防火林带,培育或加速林分向高级地带性植被过渡,达到投资少、见效快的目的。
  根据自然理论特点,采用近自然的方法,加速林分向地带性顶级群落过渡,从而以最小的成本获得最大的防火效益。要针对不同的林地林分特点,采用不同的营建方法,以空间换时间,加速林分郁闭过程,减少杂草等引火植被的空间和存留时间。考察林缘空地,立足点是要尽可能减少林缘空地,与造林相结合,尽可能规划种植或改造成具有防火性质的经济林竹林,如不能种植经济林的情况下,应见缝插针地营建或改造成阔叶林,并使之成为防火林带。这部分地块大多为林田交界处等人为活动极为频繁的地段,是极易引发森林火灾的火源地,应该作为防火林带建设的重点对象。
  具体规划方法是以村为单位,利用森林资源现状图和小班调查材料,把自然防火隔离带(如道路河流)、针叶林、针阔混交林、竹林、经济林、林缘空地(包括荒芜经济林、荒山)分别用不同的颜色进行着色,得到一张森林火险林分等级图。用阔叶林防火林带或具有防火作用的经济林、竹林分隔包围针叶林,是防火林带建设的另一重点。重点要弄清针叶林的分布状况及连续性,一般针叶林连续6.67~33.33hm2,应当设立防火林带。在具体规划上应当与营造林相结合,尽可能利用群众的积极性,营造竹林及防火经济林。要充分利用针阔混交林的分布,把针阔混交林改造成阔叶林防火林带。在上述均无可能的情况下,优先考虑成熟针叶林的采伐,在采伐后营造竹林或防火性质的经济林,或在采伐地块四周布设阔叶林防火林带。将防火林带或阔叶林、竹林、防火经济林块着色在资源图上,根据实现的可能性和重要性确定实施时间。   4 不同林分地类改造技术措施
  森林的形成和发展是一个长期的过程,一个地区的植被类型一旦形成就不可能在短期内得到改变,而要在短期内进行改变,一是受资源采伐等限制,二是改变现状需要付出的投资也难以承受。因此规划应和森林的经营相挂钩,与采造抚育等一系列的营林措施相结合,用近自然的方法,以时间换空间,尽可能在采造过程中培育阔叶林带作为防火林带,破坏针叶林分的连续性,达到有利于控制森林火灾的目的。
  针对森林火灾大多起因于林缘空地、荒地、荒芜经济林中的杂草的特点,因当优先考虑将这一部分地块,用见缝插针的方式,改造或种植阔叶树种,减少杂草面积,并连接成防火林带。地区差异、森林分布的现状差异使得各个村镇的防火林带建设有着极大的不同。如富春江镇的芦茨片,大部分是阔叶林,就是针叶林6.67hm2以上连片的情况也较少,因此规划营建防火林带几乎是没有必要的。而在百江镇、钟山乡等,存在大面积连续的针叶林分,规划的目标就是营建防火林带,或营建具有防火作用的竹林、经济林,使得高危火险林分碎裂化,起到阻隔森林火灾的目的。充分利用针阔混交林,以劈抚型为主,把针阔混交林改造成阔叶防火林带。桐庐县现有针阔混交林分2.07万hm2,这部分林分防火阻隔能力不强,但经过伐除针叶树种、培育阔叶树种等改造措施,能迅速成为防火林带,具有投资少、见效快的特点。具体改造技术措施分别为:
  4.1 新建型防火林带营建技术措施 适地适树,以乡土阔叶防火树种(如木荷、女贞、青冈等)作为营建阔叶林防火林带的主要树种。在清理造林地时,保留阔叶树种,能减少阔叶树的种植。尽可能密植,原因是新建型防火林带大多处于较差的立地条件(好的地段大多种植了经济林),一般情况下,保留的阔叶林加上新种植的阔叶树,密度应不低于400株/667m2,密植的目的在于能在较短的时间内郁闭,减少引火杂草的空间和时间,减少抚育成本。提倡用容器小苗,因为新建型防火林带的立地条件较差,水分资源较为紧张,新种的阔叶树如较大,则没有竞争优势,极易死亡,二则容器小苗种植方便,能提高造林成活率,节省造林成本。
  4.2 改建型防火林带改建技术措施 改建型防火林带主要利用的目标是针阔混交林及下层有阔叶树种的针叶林。桐庐县的灌木林大多有常绿或落叶阔叶乔木,是地带性阔叶林过渡的一个阶段,因此没有必要对其进行阔叶防火林带建设,只需保留现状进行封育即可。
  针阔混交林内防火林带建设要点:伐除全部针叶树种,保留阔叶树种,清除易燃杂草及多年生藤本植物。对一些林间空地或伐除后阔叶树密度不足的地段进行阔叶树补植。补植的方法可以参考新建防火林带的要求,也可以利用防火林带周围的阔叶树进行就近移植,以减少补植成本。
  针叶林内防火林带营改建技术要点:应选择下层林冠具有充分阔叶树分布(一般密度不低于200株/667m2)的针叶林进行改建(一般是松成熟林),先伐除针叶林,再进行林地清理,清除杂草等易燃植被,保留阔叶树种,再根据实际的阔叶树分布情况进行补植。
  5 改造效益分析
  新建型成本估算:林地清理、整地等造林前准备支出约为300元/667m2,苗木及种植成本约400元/667m2,抚育费用约为200元/667m2,总成本约为900元/667m2。按20m宽度折算则为27 000元/km。
  改建型防火林带成本估算:伐除针叶树可以用针叶树本身的价值来抵扣,可以不计算成本,清理林带约为200元/667m2,需补植的部分约为新建型的10%,折算为100元/667m2,总成本约为300元/667m2。按20m宽度折算则为
  9 000元/km。
  因此无论从营建效果和成本来看,改建型防火林带具有成本低、见效快的特点,是营建防火林带的主要选择方向。
  6 结语
  应用近自然林业理论,在防火林带规划建设上,以时间换空间进行防火林带规划设计,指出防火林带建设的长期性,规划根据具体的情况进行具体的分析,确定防火林带设置的必要性,并根据具体情况确定建设时间,把防火林带建设和其它营林生产相结合,以减轻单独建设防火林带建设的资金压力。在具体的实施上,采用以空间换时间的方法,促使防火林带尽快向地带性植被阔叶林过渡,从而节约时间和营建成本。
  今后防火林带的营建、改建应向多树种、复层结构发展,把营造生物防火林带作为营造混交林、改善林分结构、促进森林生态群落演替的重要方式。同林道建设工程、林分改造工程、油茶发展、阔叶林改造工程、景观林发展工程相结合,把生物防火林带建设成为多功能生态防护林网,既可以有效保护目的林分的生态健康,对自然火灾起阻隔、延缓、降低的作用,同时还可以提高森林的生态健康和美学内涵。
  人们对生物防火林带在思想认识上还存在许多误区,期望过高,认为森林火灾会自动在防火林带前熄灭,而一旦起不到这样的作用,则反过来抵制营建防火林带。因此正确认识生物防火林带,并加强宣传,使得广大林农也充分认识到生物防火林带的作用,并在营林生产实践中自觉应用,是防火林带建设成功的根本保障。
  参考文献
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