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三种针叶树种树皮的阻燃性研究
—— 结果与分析
3.1调查与实验结果
试验结果见表1～2，图2～3.
3.2分析
从调查和试验结果可以看出，在3种树皮中，云南油杉树皮与云南松树皮和华山松树皮含水率相近，水分对树皮的阻燃作用相差不大。云南油杉树皮最厚，是云南松树皮和华山松树皮的1.38和3.07倍，导热系数最小，为云南松树皮和华山松树皮的67.66%和57.85%，在热辐射作用下，热量难以从树皮外表面传递到内表面，所以，内表面升温速率最低，树皮对树干活组织的保护作用最强。特别是云南油杉外皮层非常疏松，主要成分为木质素，热分解所需的能量高，分解缓慢，木炭生成率高，生成的木炭不易被氧化，即使在氧体积分数达45%的情况下仍不能完全灰化。难燃的木炭疏松多孔、导热性差，其隔热和隔氧性对内皮层具有很好的保护作用。华山松树皮平均厚度仅为云南油杉和云南松树皮的32.56%和44.87%，导热系数是云南油杉和云南松树皮的1.82和1.23倍，在热辐射作用下，热量很容易从树皮外表面传递到内表面，树干基部四周的韧皮部和形成层都容易受到高温伤害，所以树木容易死亡。云南松树皮虽然纵裂深，裂口处树皮薄，容易受到高温伤害，但由于裂口在树干
表2 树皮的阻燃性相关因子表
表3 树皮在热辐射作用下的热解和燃烧现象
图2 热辐射作用下树皮内表面温度变化曲线
图3 热辐射作用下树皮质量损失过程曲线
水平方向不连续，且裂口两侧分布有多层鳞片状树皮，这些树皮的密度小，防火期含水率低，导热系数小，这种树皮对其内部的韧皮部和形成层有很好的保护作用。从图2温度变化曲线上看，云南油杉与云南松树皮内表面温度始终相差不大，但在实际火场中云南松的死亡率却大于云南油杉的死亡率，这主要是由于曲线上的温度是有厚树皮保护部位的内表面的温度，是低温而不是高温。2种树皮的高温部位应该出现树皮最薄处，即裂口处，云南松树皮纵向裂口处较云南油杉薄，且裂口两侧的云南松树皮周边翘起，浅红褐色薄的内皮层暴露于空气中，火焰和热空气容易对裂口处和树皮翘起部位内部的韧皮部和形成层造成高温伤害，而云南油杉裂口处的内皮层和外皮层厚度之和远大于云南松裂口处树皮和翘起部位内皮层厚度，对内部的韧皮部和形成层有很好的保护作用。试验中云南油杉树皮外皮层的内层和内皮层颜色没有变化，而云南松树皮内表面局部变为深褐色或炭黑色正好证明了这一点。树皮的这种结构不同造成了!种树种的死亡率差异。
氧指数能够反映材料的着火性能和火灾扑救的难易，氧指数高，说明材料阻燃性强。从实验结果看，3种树皮均有一定的阻燃性，云南油杉树皮氧指数最高，分别是云南松树皮和华山松树皮氧指数的1.25和1.33倍，阻燃性最强，云南松树皮的阻燃性次之，华山松树皮的阻燃性最差。
从图3热质量损失曲线可以看出，云南油杉树皮失水和热分解速率一直很低，保持原状的性能最强，所以阻燃性最强。而华山松树皮热质量损失最快，特别是3.0～6.5min由于有焰燃烧质量损失明显加快，阻燃性最弱。云南松树皮的阻燃性居中。云南油杉、云南松和华山松树皮阻燃性由强到弱的顺序与3种树种在火烧迹地上死亡率由小到大的顺序相同，说明树皮阻燃性的不同造成了"种树种耐火性的差异。
3.3树皮的阻燃性在森林消防方面的应用
在3种树种中，云南油杉树皮的阻燃性最强，林木具有极强的耐火性，而且其针叶较短，落叶层密度大，地表枯落物层难以形成高强度的地表火，在进行森林防火时一般不必对云南油杉纯林采取特别措施。在灭火过程中，对正在开设的隔离带上的云南油杉不必伐倒，可以采取修枝的办法减少部分枝叶，这样可以避免因林地裸露增加火后植被恢复的难度，或火后裸地上阳性杂草的入侵使隔火带在下次着火时成为载火带。
云南松树皮具有较强的阻燃性，林木具有一定的耐火性。为了避免云南松林发生高强度树冠火，可以采用计划烧除方法减少地表可燃物载量，也可采用抚育的方法增加林木的枝下高，以破坏垂直方向上的可燃物连续性。
在3种树种中，华山松树皮的阻燃性和林木耐火性最差。在进行森林防火时，不仅要采用抚育等方法减少林内可燃物的载量，破坏垂直方向上可燃物连续性，避免华山松林发生树冠火，还要注意清理树干周围的可燃物，以减轻着火时火焰对树干的高温伤害。
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