田祖為，張志東，曾 冀，劉柯珍

（1.中國林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，廣西 憑祥 532600；2.國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100714；3.南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210023）

森林可燃物可簡單定義為林內(nèi)所有活和死的有機(jī)物，這些物質(zhì)均具有潛在的燃燒和釋放能量的能力。從林地垂直分布上看，可燃物是從泥炭和腐殖質(zhì)層起直至植被樹冠頂端在內(nèi)的各種可燃物綜合體[1，2]。

雖然火災(zāi)是一種經(jīng)常性的自然現(xiàn)象，是許多生態(tài)系統(tǒng)的重要特征，但它們的發(fā)生通常被認(rèn)為對人類活動構(gòu)成一種威脅。在氣候變暖背景條件下，作為我國重點(diǎn)國有林區(qū)——大興安嶺地區(qū)火災(zāi)愈演愈烈。近幾年，夏季火災(zāi)發(fā)生次數(shù)明顯增加[3，4]?；馂?zāi)發(fā)生的火環(huán)境不僅包括宏觀氣象條件、地形條件、植被條件，還包括土壤和林內(nèi)小氣候環(huán)境等。土壤質(zhì)地不同影響到地表的吸水和保水性能，從而影響森林燃燒性；土壤含水量可直接影響地被物層的含水率。林內(nèi)小氣候反應(yīng)林分的水平和垂直結(jié)構(gòu)不同，可以通過林分郁閉度來表征。林分郁閉度大，可燃物不易燃燒；郁閉度小，溫度高，通風(fēng)良好，可燃物容易燃燒[5，6]。

1 可燃物類型劃分

通常將森林可燃物按其潛在火行為劃分類型。一般劃分為草地、灌木、林木和采伐跡地4大類。目前常見的劃分方法如下：

1.1 Deeming可燃物模型劃分

根據(jù)可燃物一組平均物理參數(shù)進(jìn)行劃分（物理可燃物模型）：每一種可燃物平均大小級別和形狀，每一種可燃物級別的載量、緊密度和體積密度；水平方向上分布和連續(xù)性以及垂直方向上分布和連續(xù)性；含水量、可燃物的化學(xué)組成，特別是抽提物和灰分含量。

1.2 Aanderson照片劃分

根據(jù)植物群落和火行為可燃物模型綜合分類，草地可燃物（3種）、常青灌木叢和灌木可燃物（4種）、林地枯枝落葉可燃物（3種）、采伐跡地可燃物（3種），共計(jì)38幅照片。

1.3 依據(jù)可燃物重量劃分

輕型可燃物（細(xì)小可燃物或速燃可燃物）和重型可燃物。前者包括：干草、枝葉、針葉、灌木和小材，燃燒時(shí)蔓延極快且火強(qiáng)度很大。后者包括：圓木、樹樁、材枝、枝丫、廢材和厚重枯枝落葉層，燃燒時(shí)能劇烈燃燒并釋放大量能量。

2 可燃物的物理性質(zhì)

2.1 可燃物大小和形狀

可燃物大小和形狀是影響燃燒和蔓延速度的重要特征?？扇嘉锏拇旨?xì)度常用表面積和體積的比值來衡量。表面積體積比在研究不同大小可燃物吸收水分和失散水分時(shí)非常重要，對確定可燃物點(diǎn)燃的難易程度也很重要。粗細(xì)度越大，越容易失散水分而變干枯，也越容易以較大面積暴露于火焰中，吸收大量輻射和對流熱，容易被引燃。

森林火災(zāi)主要點(diǎn)燃細(xì)小可燃物。一般將森林可燃物分為直徑小于0.5～1 cm、1～2 cm、2～5 cm、5～10 cm和大于10 cm等5類。一般火災(zāi)中，直徑大于1～2 cm的死可燃物對火蔓延幾乎沒有影響；直徑大于2～5 cm的活可燃物不但不能燃燒反而會吸收熱量，降低燃燒溫度，不利于火焰的蔓延[7]。

2.2 可燃物載量

可燃物載量通常指單位林地面積上所有可燃物的絕干重量，以kg/m2或t/hm2表示。不同可燃物類型間載量變化幅度很大，即使同一類型可燃物，不同空間層次載量變化也很大。一般來說，可燃物載量低于2.5 t/hm2時(shí)，不能維持正常燃燒，而易燃可燃物載量高于10 t/hm2時(shí)，則可能發(fā)生高能量火災(zāi)。可燃物載量增加1倍，通?；饛?qiáng)度提高4倍[8]。

實(shí)際森林火災(zāi)中，主要關(guān)心有效可燃物載量，即單位面積燒前可燃物重量減去燒后余下可燃物重量之差。為此，一般采用易燃可燃物表示有效可燃物，主要包括枯草、地表層枯枝落葉、易燃灌木和常綠針葉樹的細(xì)枝和活針葉（含大量苯醇類抽提物）。這些易燃可燃物數(shù)量越多，越易燃，或易燃可燃物占總可燃物比例越大越易燃。

2.3 可燃物緊密度

可燃物緊密度是指可燃物個(gè)體排列間的空間大小，即單位體積內(nèi)可燃物的負(fù)荷量。若可燃物排列緊密，只有小部分面積暴露于外部，影響內(nèi)部空氣流通，使蒸發(fā)水分速度下降，以致不易點(diǎn)燃或點(diǎn)燃后蔓延速度緩慢；結(jié)構(gòu)疏松的可燃物可吸收更多外界氧氣助燃，迅速蒸發(fā)水分，蔓延速度加快，短時(shí)間內(nèi)釋放全部能量。

2.4 可燃物含水率

可燃物含水率將影響到可燃物燃燒的容易程度和劇烈程度?？扇嘉锖视袃煞N類型：死可燃物含水率和活可燃物含水率，前者針對枯死可燃物，后者針對有生命正在生長的可燃物。

在活可燃物中，樹冠層的枝葉含水率是決定形成樹冠火的關(guān)鍵。在闊葉林樹冠層，枝葉含水率在不同季節(jié)變化很大，春季新萌發(fā)的樹葉含水率通常在200%～300%，以后季節(jié)里則逐漸降低。針葉林樹葉含水率不論在何種季節(jié)，如低于100%均有發(fā)生樹冠火的可能[9]。

在死可燃物中，水分主要通過周圍大氣中吸收和蒸發(fā)以達(dá)到含水率與大氣水分的平衡，細(xì)小可燃物可在幾分鐘內(nèi)吸收和蒸干水分，而大型枝葉則需數(shù)月或具有較大降雨條件時(shí)才能吸收和蒸干水分。在相同環(huán)境條件下，細(xì)小可燃物干燥速度比大型可燃物快8倍，更易引燃和蔓延。

一般來說，可燃物含水率超過35%時(shí)，不燃；介于25%～35%時(shí)，難燃；介于17%～25%時(shí)，可燃；介于10%～16%時(shí)，易燃；低于10%時(shí)，極易燃[10]。

3 可燃物連續(xù)性格局與分布

在自然條件下，森林可燃物受植被因素（闊葉林、針葉林、純林、混交林、草地等）、人為因素（森林經(jīng)營目的和方式等）和自然災(zāi)害因素（地震、雷擊火、火山爆發(fā)等）影響，表現(xiàn)出極其復(fù)雜而又多樣的組合，每種組合在可燃物種類、數(shù)量、大小、形狀和排列上均有獨(dú)特性質(zhì)，并在水平和垂直方向上產(chǎn)生連續(xù)分布。

3.1 可燃物水平分布

可燃物在水平方向上連續(xù)分布時(shí)可誘發(fā)火蔓延。若樹間有100 m空隙，則已經(jīng)發(fā)展起來的樹冠火可落地轉(zhuǎn)成地表火；地表火穿過綠色草地或石頭等障礙后，蔓延速度很快下降。即使此后水平方向上可燃物仍連續(xù)分布，也必須經(jīng)過一段時(shí)間加速后才能恢復(fù)到原有蔓延速度[11]。

3.2 可燃物垂直分布

可燃物在垂直方向上分布可分為地下可燃物、地表可燃物、草本可燃物、中間可燃物和上層樹冠可燃物等層次。

地下可燃物包括腐殖質(zhì)、泥炭、樹根局部分解且具有較高緊密度，含水率降到20%以下時(shí)才能點(diǎn)燃，火蔓延緩慢，基本呈無焰燃燒，燃燒持續(xù)時(shí)間長，不易撲滅，特別是深層有機(jī)土壤中燃燒的地下火最難撲救[12]。

地表可燃物包括枯死闊葉、針葉、細(xì)枝、樹皮、球果、苔蘚、低矮雜草及掉落物，未分解，堆積疏松，是最常見火傳播媒介。單一針葉林中，短針葉堆積緊密，火蔓延緩慢；硬木林分中，凋落后樹葉卷曲且堆積疏松，火蔓延迅速。

上層可燃物包括葉叢、細(xì)枝、枯立木、伴生在樹干上的苔蘚等上層植被，多數(shù)為活可燃物，含水率較高，只有長時(shí)間受熱或高強(qiáng)度火焰蒸烤下才會引起樹冠火。

4 結(jié)束語

森林植被可燃物狀況都直接或間接受森林林分特征的影響，特別是受林木組成、郁閉度和林分年齡等影響較大。另外，可燃物燃燒性也與樹種的生物學(xué)特性（樹冠結(jié)構(gòu)和形狀、樹木根系、林木生長速度和樹種萌發(fā)性）及樹種生態(tài)學(xué)特性（立地條件、土壤條件和樹種耐蔭性）有關(guān)。

從林地垂直分布上看，可燃物包括從泥炭和腐殖質(zhì)層起直至植被樹冠頂端在內(nèi)的各種可燃物綜合體。通常將森林可燃物按潛在火行為劃分類型，一般劃分為草地、灌木、林木和采伐跡地4大類。森林可燃物可簡單定義為林內(nèi)所有活和死的有機(jī)物，這些物質(zhì)均具有潛在的燃燒和釋放能量的能力。

火災(zāi)發(fā)生過程是非常復(fù)雜的，不同的氣象條件、地形條件和天氣狀況發(fā)生林火的行為不同。