基于通径分析的云南松林地表可燃物载量与林分因子的关系研究

摘要 ［目的］研究林分因子对云南松林地表可燃物载量的影响，探讨林分因子对地表可燃物载量的作用机理及其关系，为研究区森林防火和地表可燃物管理提供科学依据。［方法］以雅安市汉源县为研究区域，在云南松林中设置标准地、样方，调查地表可燃物载量，对林分因子和地表可燃物载量关系进行分析。［结果］乔木层可燃物载量与郁闭度、林分密度和草本盖度显著相关；灌木层可燃物载量与灌木盖度显著相关；草本可燃物载量与郁闭度、林分密度和草本盖度显著相关；枯落物可燃物载量与郁闭度、林分密度、草本盖度和枯落物厚度显著相关；腐殖质可燃物载量与草本盖度和腐殖质厚度显著相关。平均胸径和平均树高对地表可燃物载量的直接影响较大，郁闭度、林分密度对地表可燃物载量的间接影响较大。［结论］云南松林林分因子通过直接和间接效应共同影响地表可燃物载量，其影响机理各不相同，在进行可燃物管理时，要因地制宜地选择可燃物管理方法以及调控措施。

关键词 云南松林；林分因子；可燃物载量；相关分析；通径分析

中图分类号 S762  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）14-0095-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.021

Research on the Relationship Between Surface Fuel Load and Stand Factors of Pinus yunnanensis Forest Based on Path Analysis Method

SUN Yu， CHE Yong， JING Liao et al

（Sichuan Provincial Institute of Forestry and Grassland Inventory and Planning， Chengdu， Sichuan 610081）

Abstract ［Objective］In order to study the influence of forest factors on the surface fuel load of Pinus yunnanensis forest， explore the mechanism and relationship of forest factors on the surface fuel load， and provide scientific basis for forest fire prevention and surface fuel load management in the research area. ［Method］Taking Hanyuan County of Ya’an City as the study area， the standard plots and quadrats were set up in the Pinus yunnanensis forest to investigate the surface fuel load，and analyze the relationship between stand factors and surface fuel load. ［Result］The results showed that the fuel load of the tree layer was significantly correlated with canopy density， stand density， and herbaceous coverage;the fuel load of shrub layer is significantly correlated with shrub coverage;the herbaceous fuel load is significantly correlated with canopy density， stand density， and herbaceous coverage;the fuel load of litter is significantly correlated with canopy density， forest density， herbaceous coverage， and litter thickness;the fuel load of humus was significantly correlated with herb coverage and humus thickness. The direct impact of average diameter at breast height and average tree height on surface fuel load is significant， while the indirect impact of canopy density and stand density on surface fuel load is significant. ［Conclusion］The factors of Pinus yunnanensis forest affected the surface fuel load through direct and indirect effects， and the factors that affect the fuel load at different levels are also different. When conducting fuel management， it is necessary to select fuel management methods and control measures according to local conditions.

Key words Pinus yunnanensis forest;Stand factor;Fuel load;Correlation analysis;Path analysis method

基金项目 四川省林业和草原调查规划院自立课题“干旱河谷区典型森林植被地表可燃物载量及影响因子研究”。

作者简介 孙宇（1993—），女，湖北利川人，工程师，硕士，从事林业调查规划研究。*通信作者，高级工程师，从事林业调查规划研究。

收稿日期 2023-08-20

森林火灾被联合国列为世界八大自然灾害之一，森林火灾的破坏性大，处置救助较为困难，一旦发生，对森林、生态系统和人类危害巨大［1-2］。地形、气象和森林可燃物载量是影响森林火灾的重要因素，可燃物是唯一能够掌控的因子［3-5］。研究可燃物载量的相关特性和影响因素，能够有效地预测森林火灾，为火灾处置提供科学依据［6-8］。影响森林地表可燃物载量的因子很多，目前国内外有众多学者对地表可燃物载量及其影响因子进行研究，王刚等［9］对大兴安岭56块标准地的地表可燃物载量进行研究，并运用线性回归方法建立了可燃物载量数学模型；王叁等［10］对川西南地区不同类型云南松林的可燃物进行研究，得出林下可燃物主要受郁闭度、坡度、树高和林龄的影响；梁瀛等［11］对天山中部天山云杉林地表可燃物载量进行研究，得到林分郁闭度与地表可燃物载量呈正相关。

云南松 （Pinus yunnanensis）林主要生长于我国西南地区，具有广泛的生态适应性及较强的自然更新能力［12-13］。汉源县云南松林面积较大，占乔木林地总面积的29%左右，是汉源县分布最广、面积最大的树种之一，且云南松是易燃树种，松脂含量高，易燃性极大，森林火灾发生的风险较大。因此笔者以汉源县云南松林为研究对象，对云南松林的林分因子和地表可燃物载量进行调查与分析，运用通径分析法研究林分因子对地表可燃物载量的直接和间接效应，为汉源县地表可燃物载量管理、森林火险预测提供科学依据，对推动林分因子与地表可燃物载量间关系的研究具有重要的理论意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

汉源县位于四川省雅安市，地理坐标为102°16′～103°00′E，29°05′～29°43′N。汉源县气温垂直差异很大，高山区全年无夏，春、秋相连，平坝河谷区夏无酷热，冬无严寒，属北温带和季风带之间的亚热带季风性湿润气候区。区内土壤类型较多，主要森林土壤有红壤、棕壤和暗棕壤。主要树种有云南松（Pinus yunnanensis）、冷杉［Abies fabri（Mast.）Craib］、铁杉（Tsuga chinensis pritz）、桦木（Betula）等30科64属，200余种。

1.2 标准地数量及位置确定

根据《四川省第一次森林和草原火灾风险普查实施方案》，在汉源县共布设20个云南松标准地，以汉源县2020年森林资源管理“一张图”、森林资源规划设计调查等成果，通过ArcGIS室内布点先确定标准地的西南角点位置，然后根据布点方案进行现场踏查，确定符合标准地类型的林分，落实标准地的西南角坐标。该外业调查于2021年11—12月进行。

1.3 标准地设置及调查

根据《森林可燃物标准地调查技术规程》，将标准地面积设为666.67 m2（25.82 m×25.82 m），记录标准地起源、郁闭度、龄组、林龄等因子。同时对标准地胸径5 cm以上的乔木进行每木检尺，在优势树种中选择3～5株中等大小、生长正常的平均木测量树高，运用算术平均法计算林分平均树高。

1.4 样方设置及调查

在标准地内设置灌木层、草本层、枯落物、腐殖质样方，采用收获法调查可燃物载量。选择距标准地顶点两边3 m处设置4个样方，如图1所示。灌木层调查样方为2 m×2 m ，在灌木层样方中布设1 m×1 m样方，开展草本、枯落物和腐殖质调查。

调查2 m×2 m样方内灌木层优势种、盖度、株数、平均高等。当样方为成片灌木且株数较多时，选择样方中3株平均大小的标准灌木，收获并测定干、枝和叶的鲜重；当样方为稀疏灌木且株数少时，采用全收获方法。分别取每株灌木的干、枝和叶相同质量比混合，同一标准地内按照灌木树种分别混合取样，每份样品取样500 g。

在1 m×1 m的样方中调查草本盖度，完全收获样方内活草本植物地上部分，称其鲜重。充分混合所有样方草本，取样品300 g。调查1 m×1 m的样方中枯落物厚度，收集样方内全部枯落物，称其鲜重。将所有样方枯落物样品混合取样，取样品200 g。调查1 m×1 m的样方中腐殖质层厚度，采用完全收获法收获每个样方内腐殖质，测定湿重，然后将4个样方腐殖质混合取200 g 样品。将收获得各种样品分别装入样品袋中，贴上标签，写明样地号、样品类型和采样日期等，带回实验室测定其干鲜比。

1.5 地表可燃物载量测定及计算

1.5.1 乔木层可燃物载量。调查乔木树种的胸径、树高。乔木层可燃物载量计算公式如下：

M1=T1/S×10 000/1 000（1）

式中：M1为乔木层可燃物载量，t/hm2；T1为标准地乔木层干重，kg；S为标准地面积，m2。

1.5.2 灌木层可燃物载量。

将收集好的灌木可燃物样品放入恒温烘箱中，在65～80 ℃条件下连续烘干36 h以上，直至质量不再变化。干鲜比计算公式如下：

R=m2/m1（2）

式中：R为可燃物干鲜比；m1为可燃物鲜重质量，g；m2为可燃物干重质量，g。

灌木层总干重的计算公式如下：

T2=R×m1×N（3）

式中：T2为灌木层总干重；R为可燃物干鲜比；m1为可燃物鲜重质量，g；N为样方内灌木总株数。