树叶属性与林火发生率之间的关系初探

冯玉元

（云南省玉溪市林业和草原局，云南 玉溪653100）

树木是木本植物的总称，包括乔木、灌木和木质藤本[1]。树叶是树木植物进行光合作用的器官，树木的光合作用是树叶通过叶绿体，利用太阳的光能，吸收CO2和H2O进行光合作用，合成有机物并释放氧气的过程[2]。光合作用把无机碳化物合成有机物，同时把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中，所产生的有机物主要是碳水化合物。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可作为人类营养和活动能量来源。人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，全来源于植物光合作用，没有光合作用，人类就没有生存和发展的物质基础。树木有直接的经济作用，又有间接的生态作用，并且生态作用远远大于经济作用，特别是树木对生态环境温度湿度的有益调节，对人类生存环境和社会发展起着重要影响作用，对森林防火起着积极防御作用。直接的经济作用表现在树木为人类提供木材和其他林产品，间接的生态作用表现在树木能减小风速，削弱风蚀，降低蒸腾，防风固沙，涵养水源，保持水土，改良土壤，保持肥力，调节气候，净化空气，减少噪音，防止污染，优化和美化自然环境，为工农水畜牧业生产和经济发展提供优良生态环境[1]。

林火是指发生在森林内的火情和火灾。森林内一旦发生火情，很容易形成森林火灾。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、危险性高、处置困难的自然灾害。森林大火一旦形成，对人民群众生命财产和社会公共安全产生极大危害，对国民经济可持续发展和国土生态安全造成巨大威胁[3]。林下可燃物燃烧，产生热量，使树木体内水分迅速蒸发，并烘干、燃烧、烧伤和烧死树木。据统计，历年来的森林火灾，大多数发生在针叶林，少数发生在阔叶林和混交林。通过测定各种树木针叶和阔叶的含水率，分析和探讨了树叶含水率与林火之间的关系以及树叶与林火之间的关系，对于森林防火和森林资源培育和自然环境保护具有一定的指导作用。

1 材料与方法

1.1 材料

称量器（天平）一副；若干树种新鲜树叶，树种有云南松（Pinus yunnanensis）、华山松（Pinus armandiiFranch.）、云南油杉（Keteleeria evelyniana）、云 南 杉 木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、圆柏（Sabina chinensis（L.)Ant.、龙柏（Sabina chinensis（L.）Ant.cv.Kaizuca）、麻 栎（Quercus acutissimaCarruth.）、木荷（Schima superbaGardn.et Champ.）、石楠（Photinia serrulataLindl.）、枫树（Acer saccharumMarsh.）、黄连木（Pistacia chinensisBunge）和云南香樟（Cinnamomum glanduliferum）等12种。

1.2 方法

1）采摘新鲜树叶。地点在云南省玉溪市红塔山自然保护区管护局徐家山区域林内。2019年4月1日在徐家山选择同一地块、坡向、海拔和时间，采摘云南松、华山松、云南油杉、云南杉木、圆柏、龙柏、麻栎、木荷、石楠、枫树、黄连木和云南香樟等12种新鲜树叶，分别包装。

2）新鲜树叶质量称重。采摘新鲜树叶当日，将12种新鲜树叶移到同一房间，分别用称重器进行鲜树叶质量称重。

3）新鲜树叶水分阴干处理。为防止错误和减少误差，准确测量新鲜树叶水分质量，选择在同一房间内，于2019年4月1日至20日，对12种树叶进行20天时间阴干处理，避免室外晒干树叶时被风吹失而影响实验数据精确度。

4）阴干树叶质量称重。新鲜树叶经过20天阴干后，于2019年4月20日当日分别用称重器进行各阴干树叶质量称重。

5）新鲜树叶水分质量计算。新鲜树叶水分质量为新鲜树叶质量减去阴干树叶质量，即鲜叶水分质量＝鲜叶质量-干叶质量。

6）鲜叶含水率计算。

鲜叶含水率＝鲜叶水分质量÷鲜叶质量×100%。

2 结果与分析

经过新鲜树叶采摘和质量称重，水分阴干和干树叶质量称重，计算鲜叶水分质量和含水率，实验结果见表1鲜干树叶质量与水分含量统计表（云南玉溪2019.4.1-20）。

由表1可得，12种树木鲜叶含水率由小到大排序为：云南松（54.78%）＜华山松（54.84%）＜云南 杉 木（56.03%）＜ 圆 柏（57.33%）＜ 龙 柏（57.78%）＜云南油杉（58.65%）＜云南香樟（61.84%）＜石楠（63.71%）＜黄连木（64.61%）＜麻栎（64.71%）＜枫树（64.86%）＜木荷（65.22%）。其中，鲜叶含水率最小数值为云南松54.78%，鲜叶含水率最大值为木荷65.22%：鲜叶含水率最大值与最小数值相差10.44%，二者鲜叶含水率相差值显著。

表1 鲜干树叶质量与水分计量结果（云南玉溪2019.4.1-20）

12种树木中，6种为针叶树，6种为阔叶树，各针叶树鲜叶含水率均小于各阔叶树木含水率。针叶树鲜叶含水率平均值为56.57%，阔叶树鲜叶含水率平均值为64.24%，阔叶树鲜叶含水率平均值与针叶树相差7.67%，二者鲜叶含水率相差值存在明显差距。

树叶含水率分析表明：针叶树鲜叶含水率比阔叶树鲜叶含水率低，针叶树鲜叶含水率平均值小于阔叶树鲜叶含水率平均值。由此可以看出，针叶树单位质量叶片含水量比阔叶树单位质量叶片含水量小。

3 树叶属性与环境和林火相互关系讨论

3.1 树叶与林内温度湿度之间关系问题讨论

根据树木针叶和阔叶种类，可将森林分成针叶林和阔叶林。针叶与阔叶之间存在各种差异，如叶片之间形态不同，单个叶片面积不同、含水率不同、遮光挡风能力不同、光合作用效果不同。针叶与阔叶之间的各种不同差异，对林内温度湿度产生的影响存在显著差异。

林内阔叶树木有较强的增湿降温作用。阔叶树木叶片多，形态大而复杂，单个叶片对太阳光的遮挡能力强，可以高效率阻挡太阳光直接照射到树干和树枝以及树下地面，同时又有较强的挡风能力，在林内可以大幅度减少太阳产生热量，从而减少林内水分蒸发，大幅度增加林内湿度并降低林内温度。

林内针叶树木增湿降温作用相对较弱。针叶树木叶片简单，形态小而单一，单个叶片对太阳光的遮挡能力弱，阻止太阳光直接照射到树干和树枝以及树下地面能力弱，同时挡风能力较弱，在林内只能较小幅度减少太阳产生热量，较低幅度减少林内水分蒸发，较低幅度增加林内湿度和降低林内温度。

3.2 树叶与林型火灾发生率之间关系

不同种类树叶对林内环境温湿度影响存在显著差异，各种树叶与林火的发生、发展有密切关系。针叶树对林内环境内温湿度影响弱，林火容易发生，发展迅速，传播蔓延快；阔叶树对林内环境内温湿度影响显著，可以起到迟滞森林火灾作用。

针叶树构成针叶纯林，同质性与地域性集中连片，针叶形态小而单一，对林内环境湿度提高和保持能力弱，降温作用差，因而易燃烧，易扩展，易形成大火。据红塔山自然保护区历年来林火统计，针叶树木纯林火灾比混交林多，针叶纯林出现火情和火灾占95%以上。

阔叶树构成阔叶纯林或混交林，树叶形态大而复杂，对林内环境湿度提高并保持能力强，降温作用强，因而燃烧困难，难于扩展，不易形成大火。即使发生火灾，也不易形成较大火势。阔叶树叶片面积大，有利于遮挡太阳光以降低林内环境热量，并大幅度减弱风速，提高并保持空气相对湿度，同时降低林内环境温度，可迟滞特定树冠火在林内的连片性发展，甚至可以起到隔绝森林火灾作用。

营造针阔混交林，有利于防止森林火灾。混交林植物种类多，营养种类多而复杂，能满足各种动物、微生物的生存需求，形成混交林内具有较高的生物多样性。如草食动物多，大量取食草本植物，可以使易燃物、可燃物明显减少，相应可降低森林的燃烧性。

3.3 树叶含水率与林火之间内在联系

水是生命的源泉，同时是火的克星，水能灭火。树叶含水率与林火之间关系密切。树叶含水率越高，林火发生率越低；反之，树叶含水率越低，林火发生率越高。

针叶含水率平均值为56.57%，阔叶含水率平均值为64.24%，阔叶含水率平均值显著大于针叶含水率平均值（表1）。根据红塔山自然保护区历年林火统计数据，针叶林林火发生率占95%以上，阔叶林和混交林林火发生率占5%以下，表明了树叶含水率越高，林火发生率越低，阔叶林和混交林林火发生率显著低于针叶林。

对12种树叶含水率测定结果表明，树叶含水率最高为木荷（65.22%），含水率最低为云南松（54.78%）。根据红塔山自然保护区历年林火统计数据，云南松林占林火发生率78%以上，就是因为云南松树叶含水低、容易燃烧。阔叶林和混交林发生林火情况较少；当针叶林火蔓延到阔叶林，特别是木荷林，林火强度会明显减弱，甚至熄灭。木荷在树林中，有“防火树”“耐火木”“隔火树”“抗火木”等称号，就是因为树叶含水率高且难于燃烧。

4 结论与前景

4.1 结论

12种树叶含水率测定结果：新鲜针叶含水率低，新鲜阔叶含水率高；每种新鲜针叶含水率明显低于新鲜阔叶，新鲜针叶含水率平均值与新鲜阔叶含水率平均值之间存在显著差异。

阔叶遮挡太阳光能力强而有效降低林内环境热量，大幅度减弱风速，能提高并保持空气相对湿度，同时降低林内环境温度，可迟滞特定树冠火在林内的连片性发展，甚至可以起到隔绝森林火灾作用。

树叶含水率越高，林火发生率越低；反之，树叶含水率越低，林火发生率越高。

4.2 应用前景

森林防火工作，必须按照事物的发展规律进行。同时必须结合实际情况开展。根据针叶与阔叶含水率的特点，重点对针叶林入山路口、坟墓集中区域、人员活动频繁地段等，加强防火宣传，加强火源管理，加强巡山检查，加强林火监测，可以提高森林防火工作效率，降低林火发生率。

造林培育森林资源工作，应因地制宜，大量培育混交林。混交林植物种类多，营养种类多而复杂，能满足各种动物、微生物的生存需求，形成混交林内具有较高的生物多样性和稳定的生态系统，提高森林抵抗病虫害和火灾能力，有效降低自然灾害，从而构建和谐的自然生态环境。