全 文 ：收稿日期:2007-03-15
基金项目:“九五”～“十五”期间辽宁省林业厅科技攻关项目[辽林1994-(3)]
作者简介:王 月(1963-),女,沈阳农业大学实验师,从事教学管理和森林保护学研究。 *通讯作者 Corespondingauthor:高国平(1961-),男,
沈阳农业大学教授,博士,从事森林保护学研究。
辽东桤木防火林带内草本可燃物的动态变化分析
王 月,魏振宏,高国平*
(沈阳农业大学 林学院,沈阳110161)
摘要:对辽东桤木(AlnustinctoriaSarg.)防火林带下草本可燃物的动态变化情况进行研究,分析辽东桤木林带的防火性能,为林业
生产中防火林带的营造提供了理论依据。采取林下设立标准地定期抽样调查草本植物种类,天平称量法测定可燃物负荷量。结果
表明:随着林龄的增长,辽东桤木防火林带下草本植物种类和个体种群数量总体均呈减少趋势;坡向对草本植物种类分布有影响,
东坡的种类和种群数量少于西坡,上腹坡位少于中腹、下腹;随林龄增长,林下的草本植物负荷量是逐渐下降,15年生辽东桤木林
下载荷量最小(54g·m-2)。
关键词:辽东桤木;可燃物;草本种类;负荷量;动态性
中图分类号:S274.3 文献标识码:A 文章编号:1000-1700(2008)02-0197-04
DynamicChangesofHerbsunderFireControlBeltof
LiaodongAlder
WANGYue,WEIZhen-hong,GAOGuo-ping*
(ColegeofForestry,ShenyangAgricuturalUniversity,Shenyang110161,China)
Abstract:ThroughinvestigationandstudyondynamicchangesofherbsunderAlnustinctoriafirecontrolbeltcapabilitytobuild
firecontrolbeltwasanalyzed,whichwouldprovideaimportantreferenceforforestryproduction.Theherbkindinvestigation
adopedmethodofstandardsampleinforestbelt;fuel-loadingwasmeasuredwithbalance.Alongwithageofforestgrowth,in
theforestlandtheherbvarietiesandtheindividualpopulationquantityoveralappearedareducedtendency.Theherbswere
influentedbyslope.Herbsvarietiesandpopulationquantityofeastslopewerelessthanthoseofwestslope.Theherbvarieties
ofupabdomenslopewerelessthanthoseofmiddleandlowabdomenslope.Undertheforestbelt,theherbsloadweightsde-
creasedgradualyalongwithageofforestgrowth.Alnustinctoriastandsin15yearagecomparedwithothercontrastforesttypes,
thefule-loadingwasminimum(54g·m-2).
Keywords:AlnustinctoriaSarg.;forestfuel;herbspecies;fuel-loading;dynamicchange
草本层可燃物是林下地表火蔓延成树冠火的重要媒介层次,对火灾蔓延及传递起着重要作用[1-3],因此研
究草本可燃物种类组成和负荷量大小等变化,对于深入评价防火林带的阻火性能和为生产应用提供理论依据
有着重要意义。关于防火林带林下草本种类及可燃物负荷量的动态变化在国际上未见研究报道。国内仅见郑
焕能等对东北东部山地可燃物类型进行了研究[4],报道了几种林型下草本植物种类组成,未见对防火林带下草
本层次可燃物种类和负荷量的动态变化研究。辽东桤木(AlnustinctoriaSarg.)作为防火林带试验尚属首次,其
林下草本植物组成变化及负荷量大小的研究国内外尚属空白,本试验选择辽东桤木防火林带郁闭前1～15年
中不同林龄段,研究林带下草本可燃物随时间的动态性变化。通过定期采样,连续调查林带下草本植物的种类
组成、种群分布、坡向及腹位的影响、负荷量大小,并分析其阻火性能。
1 调查内容与方法
1.1调查地概况
试验地位于辽宁省凤城市东汤镇石桥村北山,地处东经123°32′03″～124°32′03″,北纬 40°02′03″～41°05′
53″,总面积189hm2,年均气温7.7℃,无霜期167d,年降雨量900mm,全年日照时数2390h。春季风大,林内人为
活动频繁,历年火情火灾多发生。整个试验地山脊为略偏西南走向,两面坡较缓,土壤湿润,立地条件好。林地
沈阳农业大学学报,2008-04,39(2):197-200
JournalofShenyangAgriculturalUniversity,2008-04,39(2):197-200
第39卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
于1989年造林,主栽林种为日本落叶松86hm2、长白落叶松40hm2、红松15hm2、辽东桤木防火林带20hm2。辽东
桤木造林株行距为3m×3m,共4条林带,带宽20m。整体防火林带为垂直带状贯穿山脊的两面坡(东西向),其
主风方向是沟塘风,设置的林带正好与主风方向垂直,起到阻隔火灾和防止蔓延的作用。
1.2 调查内容与方法
1.2.1 林带内草本植物种类变化 调查1,3,6,9,12,15年生辽东桤木林带、红松林带、落叶松林带和附近近龄
的蒙古栎林带内地被草本植物种类,考察林带内草本植物种类随时间变化。采用随机调查法,春、夏、秋季各调
查1次,每次设样地20～30块。
1.2.2 林带内草本植物个体种群数量变化 调查1,3,6,9,12,15年生辽东桤木林下草本植物种类及其每个种
群个体在单位面积内分布的数量。按林龄段设立固定标准地(20m×20m),标准样地总面积按林带面积2%～3%
设置,春、夏、秋季各调查1次。
1.2.3 林带内不同坡向、坡位草本植物种类分布 设置不同坡向(东坡和西坡)标准地,调查1,3,9,15年生的
辽东桤木林带内的常见和不常草本植物种类,考察不同坡向草本植物种类分布情况;设置不同坡位(上腹、中
腹和下腹)标准地,标准样地总面积按林带面积2%～3%设置,调查15年生辽东桤木林带内草本植物种类[5]。
1.2.4 林带内草本植物的负荷量 调查1,3,6,9,12,15年生辽东桤木、日本落叶松、红松、蒙古栎林带内草本
植物的负荷量,每年春、夏、秋3个季节各调查1次。在标准地内按对角线的方法取5块1m×1m的小样方,标准
样地总面积按林带面积2%～3%设置,收集样方内所有草本植物的地上部分,用天平称鲜质量,计算单位面积草
本可燃物的负荷量[6-9]。
2 结果与分析
2.1 林带内草本植物种类的变化
由表1可知,随着林龄的增长,林带内的草本植
物种类变化明显,各树种带内草本植物种类均呈减
少趋势。辽东桤木、日本落叶松和长白落叶松3个林
型相近,变化最明显。辽东桤木15年生林龄段内草
本植物较 1年生林龄段内草本植物种类下降
60.5%。变化最小的是红松林,仅下降了 34.21%,主
要原因是红松生长比较缓慢,郁闭度很小。总体上看
辽东桤木林下草本植物种类比较接近并略多于两种
落叶松林,但明显少于红松和蒙古栎两个树种。
2.2 林带内草本植物个体种群数量变化
由表2可知,随林龄增长,辽东桤木林下草本植物种群数量变化明显。在1年生林地内共有38种草本植
物,在3年生的林地内共有39种,在原来基础上增加1种;6年生林下共有36种草本植物,这时林分趋于郁
闭,林下光线少,草本植物种类和种群数量均发生了明显变化,种类和优势种群数量均相对减少;9年生林下共
有25种草本植物,种群数量在山坡下腹明显增加,但有11种草本植物消失;12年生林下有16种草本植物,又
消失了8种;15年生林下草本种群基本和12年生林下情况相似,仅有1个优势种消失。辽东桤木林下草本种
类个体种群数量总体随林龄增加而逐渐减少,很多优势种群的个体数量出现从多到少,甚至消失的情况,这有
利于阻止地表火的蔓延和传递。
2.3 林带内不同坡向、坡位草本植物种类分布
由表3可知,东、西两个坡向的草本植物种类略有差别,西坡草本种类、数量均略多于东坡。对于同种草本
植物,西坡的个体种群数量明显大于东坡。可见,东坡林带的阻火功能要明显好于西坡。
由表4可知,西坡15年生辽东桤木林带内,不同坡位草本植物种类分布是不同的。下腹以白曲菜、紫花地
丁、玉竹、悬钩子、林中蒿等为主,常见种和不常见种累计17种;中腹以紫花地丁、天南星、白屈菜和羊胡子苔草
最为主,累计14种;上腹以白屈菜和羊胡苔草为主,累计13种。下腹种群密度最高,为8.3株·m-2,主要是林缘
附近分布密度较高;中腹次之,为5.1株·m-2;上腹最小,仅为3.5株·m-2。
表1 不同林型内草本植物种类变化情况调查结果
Table1Herbtypechangesituationindiferentforest
types
林带
Forestbelt
人工辽东桤木
Alnustinctoria
日本落叶松
Larixkaempferi
长白落叶松
L.olgensis
红松
Pinuskoraiensis
蒙古栎
Qucusmongolica
1年生
1year
38
38
41
38
36
3年生
3year
39
35
37
37
36
6年生
6year
36
28
31
37
35
9年生
9year
25
19
23
35
30
12年生
12year
16
13
18
35
26
15年生
15year
15
12
14
25
20
198· ·
第2期 王 月等:辽东桤木防火林带内草本可燃物的动态变化分析
表2草本植物种群数量随时间变动统计结果
Table2 Quantityofherbpopulationwithtimechangestatistics
表3 不同坡向辽东桤木林带内的草本植物分布结果
Table3InfluenceofdiferentslopestodistributionherbinLiaodongalderforestbelt
坡向Aspect
西坡Westslope
东坡Eastslope
1年生 1year
常见 不常见 总计
CommonRareTotal
16 25 41
14 20 34
3年生 3year
常见 不常见 总计
Common Rare Total
12 20 34
9 19 29
9年生 9year
常见 不常见 总计
Common Rare Total
7 14 25
6 14 21
15年生 15year
常见 不常见 总计
Common Rare Total
5 12 17
3 12 15
草本种类
Herb
紫花地丁Violayedoensis
白曲菜Chelidoniumajus
天南星Arisaemaamurense
悬钩子Rubuscrataegifolius
玉竹Polygonatumodoratum
林地蒿Artemisasylvatica
党参Codonopsispilosula
藿香Agastacherugosa
毛茛Ranunculusjaponicus
山尖子Cacaliahastata
水杨梅Geumaleppicum
长嘴毛茛Ranuculustachiroei
一只黄花 Solidagovirga-aurea
兔儿伞Cacaliaaconitifolia
短柱金丝桃Hypericumgebleri
羊胡苔草Carexcolitrichos
蝙蝠葛Menispermumdauricum
落新妇Astilbechinensis
山芍药Paeoniajaponica
林茜草Rubiacordifolias
1年生
1year
1.51
0.81
0.05
3.76
0.35
3.53
0.69
0.64
3.45
0.55
2.11
0.99
0.21
0
0.13
0.94
2.31
0.33
0.06
4.55
3年生
3year
1.53
0.88
0.11
4.51
0.31
2.63
0.66
0.49
3.21
0.52
1.48
0.87
0.13
0.14
0.09
0.67
2.11
0.28
0.05
4.87
6年生
6year
1.64
1.08
0.25
2.84
0.40
3.00
0.87
0.37
3.01
0.56
1.09
0.44
0.03
0.38
0.04
0.35
1.54
0.17
0.02
4.78
9年生
9year
1.72
1.98
0.55
1.15
0.33
3.11
0.88
0.12
1.82
0.54
0.35
0.21
0
0.88
0.01
0.12
1.51
0.07
0
5.13
12年生
12year
1.56
3.27
0.63
1.20
0.38
3.14
0.92
0
1.81
0.48
0
0
0
1.47
0
0
1.17
0
0
4.87
15年生
15year
1.41
3.89
0.78
1.11
2.99
3.10
1.01
0
1.76
0.45
0
0
0
2.05
0
0
1.18
0
0
4.59
草本种类
Herbs
野大豆Glycinesojia
木贼Hippochaetehyemale
野豌豆Viciaamoena
山茄子秧Brachybotrysparidiformis
灯心草Juncusdecipiens
桃叶廖Polygonumpersicaria
朝鲜苍术Atractylischinensis
山箩花Melampyrumroseum
婆婆纳Veronicakomarovi
藜芦Veratrumnigrum
驴蹄草Calthapalustrisvar.sibirica
鳞毛厥Dryopteiscrasirhizoma
白花败酱Patriniavilosa
桔梗Platycodongrandiflorum
宽叶山蒿Artemisalatifolia
鸡褪堇菜Violacolina
尾叶香茶菜Plectranthusexcisus
龙常草Diarhenamanshurica
莓叶委陵菜Potentilafragarioide
1年生
1year
5.24
1.25
0.35
0.32
0.24
0.88
0.78
0.09
1.59
1.44
1.25
0.08
1.22
0.88
2.48
2.22
0.25
0.36
1.34
3年生
3year
5.10
1.34
0.27
0.58
0.10
0.14
0.57
0.05
0.88
0.84
0.79
0.04
0.58
0.48
2.03
1.14
0.18
0.26
0.58
6年生
6year
2.12
1.33
0.16
1.25
0.04
0
0.21
0
0
0.27
0.22
0.03
0.01
0.10
1.25
0.50
0.07
0.10
0.15
9年生
9year
1.75
1.31
0.07
2.88
0
0
0
0
0
0
0.08
0.01
0
0
1.01
0
0
0
0
12年生
12year
0.41
1.35
0
2.04
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.84
0
0
0
0
15年生
15year
0
1.34
0
1.95
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.84
0
0
0
0
表4 15年生辽东桤木林带内不同坡位的草本植物种类
Table4Diferentslopepositionherbtypesin15yearsLiaodongalderforestbelt
常见种类
Commonspecies
白曲菜Chelidoniumajus
羊胡苔草Carexcolitrichos
紫花地丁Violayedoensis
天南星Arisaemaamurense
白曲菜Chelidoniumajus
羊胡苔草Carexcolitrichos
紫花地丁Violayedoensis
白曲菜Chelidoniumajus
悬钩子Rubuscrataegifolius
玉竹Polygonatumodoratum
林中蒿Artemisasylvatica
不常见种类
Rarespecies
天南星Arisaemaamurense、毛茛Ranunculusjaponicus、 蝙蝠阁
Menispermumdauricum、毛茛 Ranunculusjaponicus、山芍药
Paeoniajaponica等。
宽叶山蒿 Artemisalatifolia、党参 Codonopsispilosula、 玉竹
Polygonatumodoratum、蝙蝠阁 Menispermumdauricum、山芍药
Paeoniajaponica、林中蒿 Artemisasylvatica、毛茛 Ranunculus
japonicus、山茄子秧Brachybotrysparidiformis等。
党参Codonopsispilosula、毛茛Ranunculusjaponicus、 山尖子
Cacaliahastata、兔儿伞 Cacaliaaconitifolia、宽叶山蒿 Artemisa
latifolia、玉竹 Polygonatumodoratum、山茄子秧 Brachybotrys
paridiformis、木贼Hippochaetehyemale等。
累 计
Total
13
14
17
分布密度/株·m-2
Distributiondensity
3.5
5.1
8.3
坡位
Slopesite
上腹
Overheadhil
中腹
Middlehil
下腹
Downhil
/株·m-2
199· ·
第39卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
2.4 林带内草本植物的负荷量
由表5可知,辽东桤木林带下地表草本植物负荷量较低,且虽林龄增长呈下降趋势。15年生林龄的辽东
桤木林带内的草本种类的负荷量仅为54g·m-2。
表5 不同林带下草本植物负荷量随时间变化
Table5Underdiferentforestbeltstheherbloadchangeswithtime
树种
Treespecies
辽东桤木Alnustinctoria
日本落叶松Larixkaempferi
红松Pinuskoraiensis
蒙古栎Qucusmongolica
1年生/g·m-2
1year
782
801
943
812
3年生/g·m-2
3year
452
598
853
710
6年生/g·m-2
6year
288
299
636
425
9年生/g·m-2
9year
103
115
451
168
12年生/g·m-2
12year
63
80
313
111
15年生/g·m-2
15year
54
61
205
85
3 讨论
调查结果表明,随着林龄的增长,各种林带内的草本植物种类数量均呈减少趋势。辽东桤木和日本落叶松、
长白落叶松两个林型相近,种类前后变化明显。辽东桤木林下草本种类个体种群数量总体随着林龄的增加而种
类和种群数量是逐渐减少,一些种类后期逐渐在林带内消失。坡向和坡位对辽东桤木林带内草本植物种类分布
有影响。从坡向看是西坡高于东坡;坡位上看下腹最高和上腹最低。从草本植物种群分布密度上看也是下腹最
高,上腹最小。不同林龄的辽东桤木林带下地表草本可燃物负荷量随着时间的增长而下降。15年后与几种对照
林型比较,林下载荷量最小(54g·m-2)。总体上辽东桤木林带内具有草本植物种类和种群数量逐渐减少和可燃
物负荷量较小等特点,作为防火林带树种是优良的树种。
本研究是对20世纪80年代末开展的在大面积针叶林内用耐火树种辽东桤木营造防火林带,进行阻火试
验的研究内容继续[10-12]。由于辽东桤木生长迅速,林龄大于7~10年时,郁闭度在0.7～0.8之间,所以林下草本种
类和种群数量变化都很快。由试验结果可以看出,林龄小于15年的辽东桤木适合作为防火林,具备阻止地表火
和树冠火的相关功能。但是,林龄大于15年的辽东桤木防火效果如何,是否一直具有可燃物种类少和负荷量少
等特点,有待进一步研究。
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[责任编辑 马迎杰]
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