曹熙标 陈典强 毛飞云 傅庆钟

摘 要:选择上饶市云碧峰国家级森林公园种植的金钱松和水杉这两个树种不同器官物理性状测定分析和燃烧试验,根据两个树种的含水率,两个树种的每天失水率,枝和叶的绝对含水率,枝和叶的饱和含水率,燃烧时间,燃烧高度,燃烧强度和生物生态学特性这八个因子,对金钱松和水杉的燃烧性进行了对比分析。结果表明,金钱松和水杉含水率都不大,金钱松的含水率大于水杉的,水杉的失水率比金钱松的大,水杉枝叶的绝对含水率和饱和含水率都比金钱松的大,都处在一般水平。金钱松的燃烧时间较短,燃烧强度和燃烧高度一般,不过均大于水杉的值。通过数据分析,结合生态学特性和参照别的树种数据可以得出结论金钱松比水杉易燃,金钱松和水杉均属于难燃树种。

关键词:物理性状;含水率;燃烧性

一、材料和方法

1.试验材料。本试验地点选择上饶市云碧峰国家级森林公园,采集金钱松和水杉的枝叶作为研究材料。

2.样品采集。在秋季选择晴天在树冠阳面不同部位,采集鲜叶和枝条,均三次重复。试样的采集规格如下:(1)叶,选择功能叶片,除去老叶,病叶,残叶,每个重复500g;(2)枝,直径0.5-1.5cm之间,长度10cm左右,每个重复500g;样品采下后用塑料袋封好带回室内,用电子天平称鲜重,然后将样品在室内铺开,边晾边置于烘箱烘至恒重,计算含水率。最后将烘干的样品做室外燃烧试验。

3.研究方法

(1)两种针叶树种物理性质指标测定。含水率测定采用105℃烘干恒重法,饱和含水率采用吸水法。将采回的枝、叶晾在地上,每天称重,直至趋于稳定,放进烘箱烘至恒重。将采回的枝、叶称出一部分放在水里浸2小时,让其充分吸水,捞上以不滴水为准,放进烘箱烘至恒重。

失水率计算:失水率(%)=(当日湿重-次日湿重)/干重×100%

绝对含水率(%)=(湿重-干重)/湿重×100%

饱和含水率(%)=(饱和湿重-饱和干重)/干重×100%

(2)两种针叶树种燃烧性试验。将烘至绝干的枝叶样品,取500g放置自制燃烧床上,点燃后用秒表计时,观测火焰高度,燃烧时间,计算不同树种的火烧强度。火焰高度,燃烧时间实测。火烧强度用火焰高度来估算,计算公式如下:

I=273h2.17;I:火烧强度(kcal·s/m);h:火焰高度(m)。

(3)两种针叶树种的生物生态学特性。按树冠结构,萌芽力,自然整枝,环境适应性和物候特征五个因子对两个树种进行打分。

(4)数据处理。所有数据在Excel上进行处理。

二、结果与分析

1.两种针叶树种的物理性状分析。含水率是影响树种燃烧性的主要因素之一。树种体内含水量越多越不易燃,其抗火性也就越强。不同树种同期含水率不同,而同一树种在不同季节和不同器官的含水率也有差异。

(1)金钱松和水杉含水率对比分析。金钱松的含水率比水杉的高,但两者都没有超过45%,相对于南方大部分树种的含水率在45%以上,这两种树种属于含水率较低植物。

(2)金钱松和水杉的树枝失水率的对比分析。水杉的失水率比金钱松大。两者的失水率相对于南方大部分植物,都是比较平缓的。

(3)枝和叶的绝对含水率对比分析。植物生长自然含水量与其湿重的百分比,绝对含水率反应自然状态下的含水量比,不同季节不同时间的绝对含水率并不相同。水杉的枝和叶的绝对含水率分别为59%和77.6%,金钱松的枝和叶的绝对含水率分别为56.9%和69.07%。数据说明叶的绝对含水率比枝的绝对含水率大,水杉的叶和枝的绝对含水率都比金钱松的枝和叶的绝对含水率大。

(4)枝和叶的饱和含水率对比分析。饱和含水率反应植物承受水分的最大值,水杉叶的饱和含水率可以达到98.2%。与绝对含水率的结论相类似,叶的饱和含水率比枝的饱和含水率要大,水杉的叶和枝的饱和含水率均比金钱松的枝和叶的饱和含水率要大。

2.两种针叶树种的燃烧性分析

(1)燃烧时间。两个树种的燃烧时间都在2分钟上,燃烧时间都比较长,金钱松的燃烧时间比水杉长约30秒。

(2)火烧高度。金钱松和水杉的燃烧高度分别为90cm和85cm,都处于80cm-100cm之间,金钱松的燃烧高度比水杉的燃烧高度更大。

(3)火烧强度。两个树种的燃烧强度在220kcal·s/m以下。金钱松的燃烧强度比水杉的燃烧强度大。相比较南方绝大部分植物,两者的燃烧强度都处在一般水平。

3.金钱松和水杉的生物生态学特性评分结果。按树冠结构,萌芽力,自然整枝,环境适应性和物候特征五个因子对金钱松和水杉进行打分,结果如表1所示。

表1 两个树种打分结果

树种 树冠结构 萌芽力 自然整枝 环境适应性 物候特征

金钱松 3 1 2 2 1

水杉 2 2 2 1 1

注:不同树种的生物学和生态学形状分级标准

树冠 自然整枝 适应性 萌芽能力 物候特征

1级 冠层稀疏 自然整枝能力弱,树上有枯叶、干枝 不耐旱和瘠薄 ,不耐荫 萌芽能力弱或无萌芽能力 落叶针叶,秋冬季节

落叶

2级 冠层较密 自然整枝能力较强,树上很少有枯枝、枯叶 较耐旱和瘠薄 ,具一定的耐荫性 萌芽能力较强 常绿针叶,春季换叶,落叶阔叶

3级 冠层浓密 自然整枝能力强,树上没有枯叶、枯枝,枝下高较高 耐旱和瘠薄 ,具较强的耐荫性 萌芽能力强 常绿阔叶,春季换叶

三、结语

金钱松的含水率比水杉的含水率大,不过相差较小,而失水率、枝叶的绝对含水率和饱和含水率,水杉都相对较大。燃烧时间、燃烧高度和燃烧强度,金钱松的各项数据都比水杉大。根据数据分析说明金钱松比水杉易燃。两者的数据和引言中学者所作其他数据比较,两者的含水率小,失水率小,燃烧时间长,燃烧高度一般,燃烧强度一般,而且金钱松和水杉都属于落叶针叶乔木,其冠层较密,萌芽能力较强,自然整枝能力较强、树上很少有枯枝、枯叶,较耐旱和瘠薄且具一定的耐荫性。综上分析,金钱松比水杉易燃金钱松和水杉都属于较难燃烧树种,在培育及大面积种植不用采取防火林之类措施。

参考文献:

[1] 宋春涛, 汤访评. 防火林带树种筛选研究[J]. 江苏林业科技, 2007, 34(3): 1-4.

[2] 胡海清, 鞠琳. 小兴安岭8个阔叶树种的燃烧性能[J]. 林业科学, 2008, 44(5): 90-95.

作者简介:曹熙标(1972-11-)男,汉族,江西省上饶市万年县人,本科,助理工程师,从事营林造林绿化工作。