防火树种微观构造的阻火机理研究

The fire-resistance characteristics of fire-resistant tree species were not easy to be ignited at the macro aspect, while the mechanism was little known from the microscopic point of view, therefore, the main fire-preventing tree species in the southern forest areas of China were taken as research objects, combined with the set of sample area, ground investigation, potted experiment, pyrolysis experiment, trees anatomy experiment, fire interference experiment, etc., the influence of tree cell structure on pyrolysis ignition of fire-resistant tree species and its mechanism were systematically studied, and the physiological structure response mechanism under the disturbance of forest fire was revealed from the perspective of cell structure and the movement mechanism of water molecules in wood cells during combustion. The change rule of wood crystallinity in the pyrolysis process between different fireproof tree species and non-fireproof tree species was clarified, and then the difference of cell wall wall structure between different fireproof tree species under the condition of different intensity of fire interference was revealed from the microscopic perspective, and the maximum fire-resistant strength and period of different fireproof tree species were established. The practical technology of multi-means collaborative identification of fire prevention standard for fireproof tree species facing the southern forest region is formed to provide scientific basis for responding to ecological civilization fire prevention in the construction of China's forest fire prevention engineering...

防火树种的阻火特性宏观上表现为不易被点燃，而从微观角度其阻火机理知之甚少，因此，以我国南方林区主要防火树种为研究对象，结合设置样地、地面调查、盆栽实验、热解实验、树木解剖实验、林火干扰实验等，系统研究树木细胞结构对防火树种热解着火的影响及其机理研究，揭示防火树种对林火干扰作用下自身细胞结构等生理结构响应机制，从细胞结构、可燃物燃烧时水分子在木材细胞内的移动机理的角度揭示防火树种的抗火机理；阐明不同防火树种之间及与非防火树种之间热解过程中木材结晶度的变化规律，进而从微观学角度，揭示各树种在不同强度的火干扰情况下，细胞壁的壁层结构的差异，确立不同防火树种的抗火最大忍耐强度及周期；形成面向南方林区的多手段协同识别防火树种防火标准实用技术，为我国森林防火工程建设响应生态文明防火提供科学依据。

项目背景：项目主要针对缺乏对防火林带规模的量化认识，也没有建立起量化的技术性能指标以及细化的实施规范，技术本身仍处于经验型阶段，树种的阻火性宏观表现为不易被点燃，至于微观阻火机理不得而知等特点。. 主要研究内容：以我国南方林区主要防火树种为研究对象，系统研究树木细胞结构对防火树种热解着火的影响及其机理研究，揭示了防火树种对林火干扰作用下自身细胞结构等生理结构响应机制，从细胞结构、可燃物燃烧时水分子在木材细胞内的移动机理的角度揭示防火树种的抗火机理；阐明了不同防火树种之间及与非防火树种之间热解过程中木材结晶度的变化规律，进而从微观学角度，揭示了各树种在不同强度的火干扰情况下，细胞壁的壁层结构的差异，确立不同防火树种的抗火最大忍耐强度及周期。. 重要结果和关键数据：（1）4种乔木包括格木（Erythrophleum fordii.）、马尾松（Pinus massoniana.）、台湾相思（Acacia confusa.）和红椎木（dygoxyllum.）的最大热释放速率则是：台湾相思（285.22 kw/m2）>马尾松（229.85kw/m2）>格木（216.10 kw/m2）>红椎木（200.12kw/m2），4种可燃物总释放热：格木>红椎木>台湾相思>马尾松，4种可燃物的烟生成速率峰值：格木（0.07m2/s）>台湾相思（0.05m2/s）>马尾松（0.04 m2/s）=红椎木（0.04 m2/s），4种可燃物烟释放总量：格木（191.94 m2/m2）>红椎木（162.83 m2/m2）>台湾相思（119.67 m2/m2）>马尾松（95.49 m2/m2），4种可燃物的质量损失速率：格木（4.92g/s）>马尾松（2.68）>台湾相思（2.63）>红椎木（1.92）。（2）利用锥形量热仪对滇中地区9个树种和草本植物紫茎泽兰的2-4mm、5-8mm和9-12mm直径枯枝（枯茎）燃烧性进行测定，通过对单一性燃烧性能进行分析，结果如下：随枯枝直径的增加各树种点燃时间、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间和有效燃烧热峰值时间随之增长，热释放速率峰值和质量损失速率峰值随枯枝直径的增加逐渐降低，桉树等9个树种鲜叶、鲜枝、枯叶、枯枝相对含水率和绝对含水率逐渐降低。 . 科学意义：为我国森林防火工程建设响应生态文明防火提供科学依据。