閆想想，王秋華，李曉娜，李世友，仝艷民

(1.西南林業(yè)大學(xué)消防學(xué)院，云南 昆明 650224；2.西南林業(yè)大學(xué)云南生物多樣性研究院，云南 昆明 650224)

云南是全國(guó)森林火災(zāi)的多發(fā)區(qū)與重災(zāi)區(qū)。云南獨(dú)特的自然條件和用火的多樣性、復(fù)雜性決定了云南森林防火任務(wù)的艱巨性。在廣袤的云南大地，溪流、山溝和山脊縱橫交錯(cuò)，“兩坡夾一溝”的地形分布格局比比皆是。通過對(duì)山溝阻火機(jī)理的進(jìn)一步研究，為森林防火提供理論依據(jù)[1]。

國(guó)內(nèi)當(dāng)前僅有山溝阻火機(jī)理作用的初步研究[1]，國(guó)外目前對(duì)這方面還沒有較多的研究。在國(guó)內(nèi)，山溝規(guī)劃、建設(shè)防火帶的思想提出較早，但關(guān)于這方面的專業(yè)性、深入性的研究成果較少。

1 研究地概況

團(tuán)結(jié)街道辦事處位于云南省昆明市西山區(qū)西北部，東接昆明主城，南接西山龍門、西接螳螂江、北與臥云山接壤，具有較長(zhǎng)的縣域邊界線。地處102°20′58″—102°36′54″ E，24°58′25″—25°12′51″ N，地勢(shì)南高北低，最高海拔2 707 m，最低海拔350 m，總面積41 121 hm2。該區(qū)氣候?qū)儆趤啛釒О霛駶?rùn)季風(fēng)氣候，境內(nèi)四季分明，夏無(wú)酷暑，冬少嚴(yán)寒，干濕季分明。年平均氣溫約為14 ℃，降水量800～1 200 mm，年平均空氣相對(duì)濕度37%，森林覆蓋率74.44%。轄區(qū)內(nèi)山高箐深，森林茂密，立體氣候明顯，礦產(chǎn)和生物資源極其豐富[2]。

2 研究方法

2.1 外業(yè)調(diào)查

在云南防火期(12月1日至翌年6月15日，防火緊要期為3，4月份)完成，外業(yè)調(diào)查時(shí)間為2018年3月11日和2018年4月1日。在云南省昆明市西山區(qū)團(tuán)結(jié)街道辦事處妥吉林區(qū)，選擇山溝上部和下部為研究地點(diǎn)，用手持氣象儀對(duì)坡上和坡下同時(shí)測(cè)量溫度、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、坡度、坡向；用激光測(cè)樹儀測(cè)量溝內(nèi)昆明海桐的樹高、枝下高；用胸徑尺測(cè)量樹的胸徑；用目測(cè)法調(diào)查溝內(nèi)的郁閉度為0.8左右；用浮標(biāo)法測(cè)箐溝內(nèi)水的流速為0.5 m·s-1，測(cè)得箐溝內(nèi)紫莖澤蘭的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定性和定量的研究分析。

2.2 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過計(jì)算得出數(shù)據(jù)的平均值，最大值，最小值，列表分析比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 火環(huán)境

火環(huán)境是指氣象條件、天氣形勢(shì)和氣候條件以及地形地勢(shì)。火環(huán)境的研究是林火研究的基礎(chǔ)，能夠揭示某一地區(qū)森林火災(zāi)形成，能夠?yàn)樯只痣U(xiǎn)區(qū)劃、森林防火物資儲(chǔ)備、滅火力量配備以及林火監(jiān)測(cè)等提供支撐，也能夠?yàn)閾浠鸢踩峁├碚撘罁?jù)，特別是撲火中的安全系統(tǒng)，包括瞭望系統(tǒng)、通信、逃生路線和安全區(qū)域設(shè)置[4-6]。

3.1.1 氣溫 溫度在林火發(fā)生中起著重要的作用。氣溫高使地被物達(dá)到燃點(diǎn)所需熱量減小，有利于燃燒。溫度增加會(huì)明顯降低相對(duì)濕度，使可燃物干燥。溫度直接影響到可燃物本身的溫度，使可燃物達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)，所需熱量大大降低[7]。表1顯示，溝上的海拔為2 380 m，溝內(nèi)的海拔為2 330 m，但一般來(lái)說(shuō)，海拔越高，氣溫越低，因?yàn)閷?duì)流層大氣的主要直接熱源是地面，離地面越遠(yuǎn)，得到的地面輻射越少，氣溫也就越低。每上升100 m，氣溫下降0.6 ℃(氣溫垂直遞減率)[8]，分析表1得出溝內(nèi)的海拔比溝上的海拔低，溫度應(yīng)該比溝上的高，但實(shí)際測(cè)得的溫度比溝上低，可知溝內(nèi)的火環(huán)境對(duì)阻火有一定的作用。

3.1.2 相對(duì)濕度 在一般情況下，連續(xù)干旱時(shí)間越長(zhǎng)，越容易發(fā)生大面積森林火災(zāi)。在一般情況下，午時(shí)以后氣溫增高，相對(duì)濕度迅速下降，風(fēng)速加大，這是轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠡鸬挠欣麜r(shí)刻；相反，夜幕降臨，溫度下降，濕度增加。大火就有可能轉(zhuǎn)變?yōu)樾』?，有利于火?zāi)的撲救。

表1 溝上與溝內(nèi)的氣象因子

降水量減少，無(wú)雨日較長(zhǎng)，森林可燃物的含水量將不斷下降，森林火災(zāi)發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性也隨之增大。一般大雨過后，3～4 d之內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)火險(xiǎn)[7]。表1顯示，溝內(nèi)的相對(duì)濕度比溝上的相對(duì)濕度大，可以起到一定的阻火作用。

3.1.3 風(fēng) 風(fēng)是影響林火行為的重要因素。大風(fēng)的高速氣流可使火的蔓延速度加快，火強(qiáng)度增大，燃燒著的可燃物被風(fēng)刮起，火頭前方出現(xiàn)大量飛火，使火場(chǎng)面積迅速加大。大風(fēng)會(huì)使可燃物的含水量降低，連續(xù)幾天不斷的大風(fēng)會(huì)加大火災(zāi)發(fā)生的可能性，大風(fēng)也可以使小火釀成大火，會(huì)給國(guó)家森林資源造成很大的損失。風(fēng)速對(duì)火蔓延速度的影響基本上是直線關(guān)系，隨風(fēng)速增大，火蔓延速度快速成倍增加[7]。表1顯示，溝內(nèi)的最大風(fēng)速和平均風(fēng)速比溝上的要小，綜上分析可知箐溝對(duì)阻火有積極意義。

3.2 箐溝的地形特點(diǎn)及形成

3.2.1 箐溝的地形特點(diǎn) 在云南的方言中箐溝是指長(zhǎng)有茅草或者樹木的山谷、山溝，在四川有的地方方言中箐溝是指水溝、溪流。一般南方的山溝較小，陡峭，而北方的山溝規(guī)模比較大，因?yàn)楸狈降闹脖幻娣e小，山間土地易受侵蝕。

3.2.2 箐溝的形成 箐溝是山里面被沖蝕出來(lái)的一片空地，常常是伴隨著河流的，一般來(lái)說(shuō)地形平坦，面積較大，但又不是沖積扇平原，也有比較狹小的山溝，因?yàn)橛兴酝恋胤饰?，適于人居，植被比較茂盛，交通往往以水路為主[2]。

3.3 植物類型

3.3.1 昆明海桐(PittosporumkunmingenseChang et Yan)為海桐花科海桐花屬常綠灌木或小喬木，分布于云南及貴州。

表2 溝內(nèi)常綠闊葉樹昆明海桐的特征

由表2可知，溝內(nèi)樹的平均樹高14.2 m，平均胸徑38.8 cm，枝下平均高3.4 m，溝內(nèi)的樹屬近成熟，林齡從中齡林開始，林齡越大，森林火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)越少，枝下高比較高，說(shuō)明若溝內(nèi)著火，由地表火難以蔓延至樹冠火，所以溝內(nèi)的樹使森林火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)降低，阻礙了火勢(shì)的蔓延。

3.3.2 紫莖澤蘭 紫莖澤蘭(EupatoriumadenophoraSpreng)為菊科澤蘭屬多年生草本或半灌木植物。在云南又稱解放草、細(xì)升麻、花升麻。紫莖澤蘭一般在1月份開始枯萎，但葉子枯萎后不落，掛在莖稈上，是地表火快速擴(kuò)張的通道，也使地表火很容易蔓延到樹冠，是發(fā)展成樹冠火的有效載體。4月份以后，紫莖澤蘭開始長(zhǎng)出新的葉子。紫莖澤蘭的生命力極強(qiáng)，能在惡劣的環(huán)境里生存，侵占能力很強(qiáng)，火燒后裸露的土地上會(huì)迅速長(zhǎng)成片，使其他植被難以恢復(fù)、生長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)疏松，組分與木屑相似[9]。

表3 紫莖澤蘭林地特性

表4 紫莖澤蘭的潛在火行為

由表3、表4可知，紫莖澤蘭的灰分含量低，燃燒性好，點(diǎn)燃時(shí)間短，蔓延速度快，一旦被引燃，火勢(shì)會(huì)加大，而且燃燒的時(shí)間長(zhǎng)。由于其在箐溝內(nèi)的高度較高，蓋度也很大，在箐溝的空地上成片生長(zhǎng)，是過火的通道，但周圍的昆明海桐還是可以阻隔住，也從側(cè)面說(shuō)明，即使箐溝內(nèi)有一些可燃物，仍然有阻火功能。

3.3.3 苔蘚類植物 苔蘚植物是一類生活史中以配子體占優(yōu)勢(shì)小型的綠色植物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不具維管組織，沒有真正的根，莖，葉的分化。苔蘚不適宜在陰暗處生長(zhǎng)，它需要一定的散射光線或半陰環(huán)境，最主要的是喜歡潮濕環(huán)境，特別不耐干旱及干燥，保持空氣相對(duì)濕度在80%以上才能生長(zhǎng)，另外，就是溫度保持在25 ℃以上，才會(huì)生長(zhǎng)良好。苔蘚植物是一群小型的多細(xì)胞的綠色植物，多適應(yīng)于陰濕的環(huán)境中[10，11]。

由于相對(duì)濕度越大，森林發(fā)生火災(zāi)的可能性就越小，箐溝內(nèi)苔蘚大量生長(zhǎng)，也說(shuō)明了箐溝內(nèi)的相對(duì)濕度大，潮濕，屬于半陰環(huán)境，所以箐溝內(nèi)的苔蘚證明了箐溝可以使森林發(fā)生火災(zāi)的可能性減少。

3.4 林火阻隔

為了防止林火的無(wú)限蔓延，將道路、河流、防火林帶、防火線等相互聯(lián)結(jié)，形成對(duì)林火的阻隔，把它叫作林火阻隔。利用天然或人工開設(shè)的、在地面形成一定長(zhǎng)度和寬度的、有阻火作用的屏障，即森林防火阻隔帶[12]。一旦林火發(fā)生時(shí)，可將火場(chǎng)局限在一定范圍內(nèi)，起到阻火的作用。

綠色防火指利用綠色植物(主要包括喬木、灌木及草本植物)，通過營(yíng)林、造林、補(bǔ)植、引進(jìn)等措施來(lái)減少林內(nèi)可燃物的積累，改變火環(huán)境，增強(qiáng)林分自身的難燃性和抗火性，同時(shí)能阻隔或抑制林火蔓延。這種利用綠色植物通過各種經(jīng)營(yíng)措施，使其能夠減少林火發(fā)生，阻隔或抑制林火蔓延的防火途徑即謂“綠色防火”[13，14]。箐溝內(nèi)有許多綠色的植物，如昆明海桐、苔蘚等，具有一定的阻火功能，說(shuō)明箐溝是一條天然的隔離帶，具有綠色防火的特點(diǎn)。

3.5 集水區(qū)

集水區(qū)是指將一流域與另一流域分開的山嶺(分水嶺)，包括一對(duì)河流或湖泊供應(yīng)水源的全部區(qū)域或地區(qū)，然而事實(shí)上因地質(zhì)、地下水等影響，無(wú)法僅以簡(jiǎn)單的面積來(lái)確定，同時(shí)人為的改變，因時(shí)而異，可說(shuō)是復(fù)雜的實(shí)體。簡(jiǎn)言之，集水區(qū)就是雨水匯合與集中排出的一個(gè)地形單位，任何溪流或溝谷皆有其集水區(qū)，僅是大小不同而已[15]。箐溝內(nèi)有一條小溪流，用浮標(biāo)法測(cè)得水的流速約為0.5 m·s-1，這是一條天然的水溝，具有一定的阻火功能。

4 結(jié)論

云南省昆明西山區(qū)團(tuán)結(jié)鄉(xiāng)妥吉村在防火期內(nèi)，箐溝內(nèi)的溫度為16.2 ℃，而溝上的溫度為16.6 ℃，溝內(nèi)的最大風(fēng)速和平均風(fēng)速分別為1.8和0.77 m·s-1，溝上的最大風(fēng)速和平均風(fēng)速分別為2.9 m·s-1和1.7 m·s-1，溝上的相對(duì)濕度為36%，溝內(nèi)的相對(duì)濕度為40%；溝內(nèi)以海桐花科昆明海桐為主的常綠闊葉樹的樹高、胸徑和枝下高分別為14.2 m、38.8 cm和3.4 m；溝內(nèi)的郁密度約為0.8左右；箐溝內(nèi)水的流速0.5 m·s-1。

溝內(nèi)溫度比溝上低，說(shuō)明箐溝具有阻火的作用，不易達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；在實(shí)際的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)溝內(nèi)有一條小的溪流，從上而下流，溝內(nèi)即使在防火緊要期內(nèi)也有一定的徑流水，相對(duì)濕度比溝上的大，而且有苔蘚等蕨類的生長(zhǎng)，箐溝內(nèi)火環(huán)境發(fā)生了變化，火蔓延到溝內(nèi)可能變小，也可能自然熄滅，達(dá)到阻火目的；通過同時(shí)測(cè)得的溝內(nèi)的風(fēng)速比溝上的小，溝內(nèi)可燃物在一定的封閉空間內(nèi)，使火蔓延減緩，也可能熄滅；箐溝內(nèi)以海桐花科昆明海桐為主的常綠闊葉樹已郁閉成林，郁閉度達(dá)到0.8左右，發(fā)生火災(zāi)的可能性小，有一定的阻火能力；箐溝的綠色植被是天然的隔離帶，具有綠色防火的特點(diǎn)；雖然有紫莖澤蘭在箐溝的空地上成片生長(zhǎng)，是過火的通道，但周圍的昆明海桐還是可以阻隔住，也從側(cè)面說(shuō)明，即使箐溝內(nèi)有一些可燃物，仍然有阻火功能。