帽儿山主要树种生物学生态学燃烧性研究

李艳芹 ，胡海清 ，孟昭虹 ，乔 权，张冬有 ，周 嘉

（1.哈尔滨师范大学，黑龙江 哈尔滨 150025；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

树种燃烧性研究是开展生物防火的基础性研究，为防火树种的筛选提供最直接的数据参考。树种的燃烧性狭义上可以被叙述为着火蔓延和燃烧的程度[1]，但是从广义上，燃烧性又可以从抗火性，耐火性两种性能加以描述[2]。因此，从生物学生态学角度研究树种燃烧性质，应全面考虑易燃性、抗火性及耐火性三大性能，选择易燃性低、抗火性强、耐火性强的树种作为防火树种。

1 试验地及试验方法

实验区位于黑龙江省尚志市西部帽儿山地区东北林业大学实验林场内。

通过野外调查及各种文献查阅，对50个树种的生物学生态学特性进行了记录分类。主要包括：叶子特征、树冠冠型、自然整枝、树皮特征、萌芽力、根系深度、耐旱性、喜光性、耐贫瘠等9个指标，根据其对树种燃烧性的影响，将各调查特征值进行分类，并赋予具体的数值。对各树种的赋值以等类大小与燃烧性一致为主，分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ个等类，依据见表1，分别赋值为1分、2分和3分。各等类对燃烧性正面影响的赋值等类较大，数值也较大，也就说，燃烧性越强的得分越高[3]。

2 结果与分析

2.1 抗火性分析

影响抗火性的生物学重要指标有：树皮厚度、根系、幼年生长速度。对各抗火指标的赋值以等类大小与抗火能力大小一致为主，参照表1，分别赋值为1分、2分和3分。等类越高抗火性越高，数值也较大，对各指标因子赋值见表2。

运用统计软件SPSS15.0的K-Means聚类分析法，对以上指标进行抗火性分析。表2是依据对50树种的树皮厚度、根系深度、幼年生长速度的赋值进行了聚类，此表展示了3个类的最终聚类中心的情况。3个最终类中心点的数据分别是（1.31，2.77，1.58），（2.44，2.89，3.00），（1.60，2.27，2.93）。

由此可见，第2类各指标均是最优的，抗火性能最好；第3类次之，抗火性能中等；第1类各指标均最不理想，表明抗火性差。

表1 生物学生态学燃烧性分类

表2 抗火性最终聚类中心情况

依据聚类结果把50个树种的抗火性分为强、中、弱三类，抗火性强的树种为白牛槭，暴马丁香，春榆，旱柳，黄菠萝，黄榆，家榆，接骨木，水榆花楸，这些树种抵抗火烧的能力强，树种不易被点燃；抗火能力中等的树种为茶条槭，枫桦，红松，胡桃楸，金刚鼠李，金银忍冬，糠椴，蒙古栎，杞柳，山丁子，山楂，乌苏里鼠，五角槭，樟子松，紫椴；而白桦，茶藨子，长白忍冬，翅卫矛，稠李，刺五加等共26个树种抗火能力较弱，抗火性弱的树种容易被点燃，抗火性能强的树种可以考虑做防火树种。

2.2 易燃性分析

影响树种易燃性的指标主要有：叶子特征、树冠与整枝、树皮附着物、喜光性、耐旱性、耐贫瘠等。常绿阔叶、树冠开阔整枝良好、树皮无附着物的易燃性差；树皮粗糙、含油有附着物，喜光、耐旱耐贫瘠的树种易燃性强。

分析过程与树种抗火性分析相似，依据聚类结果对50个树种的易燃性共分为极强、强、中、弱、极弱五类，易燃性极强的树种为白桦，春榆，旱柳，花曲柳，黄榆，家榆，蒙古栎，山楂，樟子松，这些树种极易被点燃着火，而且蔓延速度快；易燃性极弱的树种为暴马丁香，稠李，胡桃楸，黄波罗，金刚鼠李，糠椴，青楷槭，山桃稠李，水曲柳，水榆花楸，乌苏里鼠，五味子，紫椴，这些树种不易被点燃，可以考虑作为防火树种。

2.3 耐火性分析

影响树种耐火性的指标主要有萌芽力。分析过程与树种抗火性分析相似，把50个树种的耐火性分为强、中、弱三类，耐火性强的树种为白桦，白牛槭，暴马丁香，茶藨子，茶条槭，长白忍冬，稠李，春榆，刺五加，东北扁核，枫桦，狗枣子，旱柳，胡枝子，花曲柳，黄菠萝，黄榆，家榆，接骨木，金银忍冬，糠椴，毛榛子，蒙古栎，杞柳，青楷槭，山刺玫，山槐，山桃稠李，山杨，山楂，水曲柳，水榆花楸，溲疏，五角槭，五味子，绣线菊，珍珠梅，紫椴；耐火能力弱的树种为红皮云杉，红松，落叶松，樟子松。耐火能力强的树种火烧后的恢复能力强，能够迅速成林，可以考虑做防火树种。

2.4 燃烧性综合分析

燃烧性的广义内涵从易燃性、抗火性和耐火性三个方面进行界定。由于各个生物学、生态学指标在燃烧性中所占权重不同，参照以往分析经验及相关专家论证，其中树叶特征、冠形与整枝占全部评分的50%，耐旱性、喜光性及喜肥沃性占全部评分的20%；影响树种抗火性与耐火性的树皮厚度、萌芽力、根系深度及幼年生长速度的4项指标占全部评分的30%[4]，列入下式:

BNI＝（A+B）50%+（F+J+H）20%+（C+D+E+G）30%

其中，BNI代表树种燃烧性指标；A代表树叶特征，B为冠形与整枝，C为树皮厚度与树干，D为萌芽力，E为根系深度，F为耐旱与喜湿性，J为喜光与耐阴性，H喜肥沃与耐贫瘠，G为幼年生长速度。得分情况见表3。

运用统计软件SPSS15.0的K-Means聚类分析法，对以上指标进行综合燃烧性分析，分析过程同抗火性分析相似，把50个树种的综合燃烧性分为强、中、弱三类，综合燃烧性最强的树种为红松，樟子松，红皮云杉，东北扁核，东北山梅，胡枝子，鸡树条夹蒾，毛榛子，蒙古栎，山刺玫，绣线菊，珍珠梅，，山丁子，五味子，落叶松；综合燃烧性最弱的树种为胡桃楸，黄波罗，家榆，暴马丁香，春榆，水曲柳，水榆花楸，刺五加，接骨木，黄榆。

表3 50种树种燃烧性聚类结果

3 结论与建议

从生物学、生态学角度对50个树种的燃烧性质进行分析，结果表明：最容易燃烧的树种有红松、樟子松，红皮云杉，东北扁核，东北山梅花，胡枝子，鸡树条夹蒾，毛榛子，蒙古栎，山刺玫，落叶松等树种，这些树种燃烧性强，抗火能力差，应尽量避免营造纯林；而相对难燃的胡桃楸，水曲柳，黄波罗，家榆，刺五加，暴马丁香，春榆，接骨木等树种，其燃烧性弱不容易点燃、蔓延，可以考虑做防火树种[5]，以降低人工林的燃烧性能，从而起到生物防火的作用。

[1]郑焕能.火生态应用[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1997.

[2]郑焕能.中国东北林火[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,2000.

[3]郭利峰.北京八达岭林场人工油松林燃烧性研究[D].北京林业大学,2007:33-34.

[4]尚德雁,郑焕能.大兴安岭防火树种的选择.生物防火研究[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1995.

[5]胡海清.大安岭主要森林可燃物理化性质测定与分析[J].森林防火,1995,(l):27-31.