抚育间伐对北京西山林场油松林可燃物特征及潜在火行为的影响

摘要

【目的】研究间伐后油松林可燃物和潜在火行为特征随时间的动态变化过程，为研究地区的可燃物管理提供依据。【方法】以北京市西山试验林场油松林为研究对象，设置15%轻度间伐（株数强度）后3年、5年、7年及未间伐油松林样地各3块，对样地的地表可燃物（1 h时滞、10 h时滞、100 h时滞枯枝及上层枯叶、下层枯叶和灌草可燃物）、冠层可燃物（叶、小枝、大枝）和林分因子（胸径、树高、冠幅等）进行调查，通过单因素方差分析探讨间伐后不同时间油松林地表、冠层可燃物负荷量和冠层容积密度等特征；结合研究区气象条件，设置不同可燃物含水率场景（低、中、高含水率）和10 m高空风速（0～18 m/s）,利用Behave Plus 5.0.4软件对间伐后不同时间油松林的地表及冠层潜在火行为指标进行模拟，探讨抚育间伐对树冠火发生的影响。【结果】（1）间伐后不同时间的油松林细小可燃物（1 h和10 h时滞枯枝、上层枯叶）负荷量、冠层可燃物负荷量和冠层容积密度存在显著差异（P<0.05）,但地表可燃物总负荷量差异不显著（P>0.05）。细小可燃物负荷量最高的是间伐后3年油松林（0.64 kg/m²）,各样地冠层可燃物负荷量为1.80～4.30 kg/m²,间伐后5年（0.29 kg/m³）、3年（0.42 kg/m³）油松林的冠层容积密度较对照（0.71 kg/m³）显著（P<0.05）降低。（2）在不同含水率条件下，间伐后3年油松林的潜在火行为指标与其他林分差异较大。低含水率条件下，间伐后3年油松林地表火最大蔓延速率、地表火线强度、地表火焰长度随风速增大分别变化于3.60～9.91 m/min、4 925.02～13 559.59 kW/m和3.87～6.16 m,单位面积发热量为75 508.07 kJ/m²,树冠火转化比率随风速增大变化于3.00～8.27,地表火易蔓延发展成树冠火，且树冠潜在火行为指标也较高，树冠火蔓延速率、树冠火线强度、树冠火焰长度随风速增大分别变化于1.31～57.06 m/min、2 546.10～110 966.82 kW/m和4.96～61.49 m,单位面积冠层热量为34 611.22 kJ/m²。【结论】间伐后3年油松林的细小可燃物负荷量和地表潜在火行为指标均高于未间伐及间伐后5年和7年的油松林，且冠层潜在火行为指标值均较高，在风速大于4 m/s、低可燃物含水率条件下有发生高强度连续型树冠火的可能。建议增加修枝、割灌等林下处理措施，间伐工作后减少枯枝堆积，以降低森林火灾发生的风险。

关键词

油松林 / 抚育间伐 / 可燃物特征 / 冠层容积密度 / 潜在火行为

基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFC1511601)