30種植物抗火性之研究 中興大學水保系碩專班 學號 5100042015 學生 張集豪.

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1 30種植物抗火性之研究 中興大學水保系碩專班 學號 學生 張集豪

2 編排目錄 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 摘要 第一章 緒論 第一節 研究動機與目的 第二節 研究材料與方法
第一章           緒論 第一節   研究動機與目的 第二節   研究材料與方法 第三節   研究內容 第四節   研究流程 第二章     相關文獻探討 第三章      研究地區現況 第四章 資料調查與分析 第五章      結果與討論 緒論 研究動機與目的 研究範圍與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

3 興趣 + 未來的可能 我的思緒… 動機 =觀察、興趣、技術、環境維護管理未來的趨勢… 緒論 相關文獻探討
研究動機與目的 研究範圍與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 動機 =觀察、興趣、技術、環境維護管理未來的趨勢… 車頂上鳥大便的觀察---型態、分佈、成份 → 推估不同樹種生態指標 釣魚的興趣---魚獲量 vs 水工構造物的關係 興趣 未來的可能 還在思考中，以下為十年前未發表論文的一部份，思考是否延續？ 在台灣，植物抗火性研究是較少專家學者研究的領域，尤其是藉由抗火性實驗方法。本研究嘗試藉室內抗火性實驗來探討防火樹的特性與種類，提出適用於都市防災的建議樹種。 本研究主要分為兩大部份，一是針對其葉進行燃燒性能測試與組成成份分析，比較出抗火性能最強之植物，二是藉由相關性分析，找出其影響之關鍵因素。

4 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 研究材料 資料調查與分析 結果與討論 研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 學名 科別
植物名稱 備註 Apocynaceae 夾竹桃科 Plumeria rubra 緬梔 景觀植物 Alstonia scholaris 黑板樹 Araliaceae 五加科 Schefflera arboricola 卵葉鵝掌藤 Bombacaceae 木棉科 Bombax ceiba 木棉 Caesalpiniaceae 蘇木科 Delonix regia 鳳凰木 Casuarinaceae 木麻黃科 Casuarina equisetifolia 木麻黃 Cupreassaceae 柏科 Juniperus chinensis 龍柏 Euphorbiaceae 大戟科 Bischofia javanica 茄苳 Codiaeum variegatum 變葉木 Aleurites fordii 油桐 Mallotus japonicus 野桐 優勢植物 Ericaceae 杜鵑花科 Rhododendron hybrida 杜鵑 Fagaceae 殼斗科 Cyclobalanopsis glauca 青剛櫟 防火植物 Gramineae 禾本科 Bambusa multiplex 觀音竹 Panicum maximum 天竺草 Guttiferae 藤黃科 Garcinia subelliptica 福木 Lauraceae 樟科 Cinnamomum camphora 樟樹 Magnoleaceae 木蘭科 Michelia pilifera 南洋含笑 Meliaceae 楝科 Melia azedarach 苦楝 優勢植物、景觀植物 Mimosaceae 含羞草科 Acacia confusa 相思樹 防火植物、優勢植物 Laucaena leucoephala 銀合歡 Moraceae 桑科 Morus australis 小葉桑 Ficus microcarpa 榕樹 Ficus elastica 印度橡膠樹 Broussonetia papyrifera 構樹 Pinaceae 松科 Pinus elliottii 濕地松 Sapindaceae 無患子科 Litchi chinenses 荔枝 Ulmaceae 榆科 Celtis sinensis 沙朴 Verbenaceae 馬鞭草科 Duranta repens 金露花 Lantana camara 馬櫻丹 景觀植物、優勢植物 緒論 研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

5 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 研究方法 一、變項釋義 （一）葉片生物學特徵
研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 一、變項釋義 （一）葉片生物學特徵 本研究中所定義並測得或分類之葉片生物學特徵包括葉片厚度、葉片質地、葉面狀況。 1.      葉片厚度：為所採用之樣本不包含明顯之中肋與葉脈之葉身中心平均厚度，單位為mm，為連續變項。 2.      葉片質地：為葉片質地狀況，包括肉質、革質、紙質。為類別變項。 3.      葉面狀況：指葉身正反兩面之表面狀況，包括有臘質、無臘質有毛著生、無臘質無毛著生，為類別變項。 （二）葉片成份 1.     （三）乾燥性能 （四）燃燒性能 （五）枝葉密度：

6 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 研究方法 二、實驗步驟 （一）、葉片之含水率與水份蒸散速率測試
研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 二、實驗步驟 （一）、葉片之含水率與水份蒸散速率測試 於2003年11月~12月間，每日清晨6~8時，採集成熟之樹葉，用密封袋封裝在1小時內回實驗室進行葉片之清潔工作。實驗之葉片取葉片之單葉，複葉取其一回羽狀複葉，龍柏取覆瓦狀葉（不包括葉柄木質化部位），針葉取其一葉序。木麻黃受測樣本為其鱗狀葉附生的細枝條。以上樣本清除葉面灰塵後，以cm以下小數點2位之數位尺規測量葉片平均厚度，（葉片厚度之測量以葉身中間點為測量基準點，不包括葉片之中肋與葉脈）並記錄之。以單位重量公克以下小數點3位之電子秤，稱其鮮重記錄之。將特製之OV456型高溫烘箱先行預熱至80℃，將記錄完成之葉片，放置於高溫烘箱中，以80℃進行乾燥程序，每半小時測量其重量，直到其重量不再變化為止其散失之重量為葉片之含水量。重複上述步驟，而將每種樹種樣品重量改為含水量相同之葉片重量進行測試。而每半小時所測之水份散失重量為其散失速率。 計算式：葉片之含水率%=（葉片鮮重-葉片乾燥之重量）/葉片鮮重x100% 根據實驗試測的結果，樣本因採集之時間，地點，氣候狀況，葉體本身之大小、新葉或老葉，其含水量會有3~10%之誤差，因此樣本之採集，儘量於相同之條件下，採集成熟之樹葉，並重複測3次，取其平均值。 （二）葉片之燃燒時間與發火點測定 植物之樣本採集並清潔後，取6.16cm2之相同葉面積之樹葉測量其葉片厚度並放入高溫烘箱中層，針葉及覆瓦狀則排成同樣面積。以100℃開始加熱，設定最終溫度為600℃，記錄樣本發火之溫度，與室溫至發火的時間及燃燒灰化之時間。

7 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 研究方法 二、實驗步驟 （一）葉片之含水率與水份蒸散速率測試
研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 二、實驗步驟 （一）葉片之含水率與水份蒸散速率測試 計算式：葉片之含水率%=（葉片鮮重-葉片乾燥之重量）/葉片鮮重x100% （二）葉片之燃燒時間與發火點測定 1.     （三）葉片之粗脂肪測試 計算式：粗脂肪百分率=（C-A）/樣品重（B）×100% （四）葉片之灰分測定 計算式：灰分百分率=樣品灰化後（C-A）/樣品重（B）×100% （五）葉片之燃燒總能測試 計算式：GE=（△ T×w- e1- e2 -e3）/a（ cal/g） 

8 根據郭惠如、牟正華（1987）研究指出，在現有預防林火和林區城鎮火災的各項措施中，應用耐火樹種營造防火林帶來預防火災，是一項永久、經濟、有效的科學技術措施，而耐火樹種一般都具有樹冠龐大、樹葉茂密、葉厚革質、含水量大、耐熱性高以及含油脂類可燃性物質少等特點。根據日人田中氏（1924）於關東大地震後，對防火樹所做的定義茲述如下： （一）不易引火或發火者 （二）枝葉不易發出火焰燃燒者 （三）即或引火或發火時，其火勢為弱者 （四）熱度之遮斷效果大者 （五）火災後其再生能力強者 緒論 相關文獻探討 防火樹的定義 實驗項目 植物種類 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

9 大陸學者陳存及，何宗明（1994）曾針對福建37種針闊樹種鮮葉含水率、粗脂肪、粗灰分、SiO2、揮發油含量和燃燒熱值、燃點、燃燒速度等10個因子進行測試，並應用Ａ、Ｉ、Ｄ方法將37個樹種依因子的不同取值範圍劃分為6個抗火性能等級，為建立防火林帶樹種選擇提供了理論依據。 而于海峰等（1998）也曾藉由抗火性能實驗探討十種大興安嶺鄉土樹種之抗火性能。 緒論 相關文獻探討 防火樹的定議 實驗項目 植物種類 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

10 陳啓源（1989）曾建議，木荷（Schima superba）、青剛櫟（Cyclobalanopsis glauca）為適合梨山栽種之防火樹種。陳明義（1993）曾建議，紅楠（Machilus thunbergii）、台灣枇杷（Eriobotrya deflexa）、相思樹（Acacia confusa）、鵝掌柴（Schefflera octophylla）、鵝掌藤（Schefflera arboricola）、珊瑚樹（Viburnum odoratissimum）、楊梅（Myrica rubra）、青剛櫟、榕樹（Ficus microcarpa）、杜英（Elaeocarpus sylvestris）、大頭茶（Gordonia）、木荷（Schima superba）、厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）、瓊崖海棠（Calophyllum inophyllum ）、毛柿（Diospyros discolor）、台灣海棗（Phoenix hanceana ）為清水鰲峰坡地適合栽種之防火樹種。 緒論 相關文獻探討 防火樹的定 實驗項目 植物種類 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

11 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 二、受測植物抗火性能綜合評估
從各項實驗與調查結果看來，植物的燃燒可分為兩個階段，第一階段為植物受熱水份蒸散階段，水份蒸散速率越慢者，其火勢蔓延將越慢，而此時的決定因素在於葉厚與含水率與質地，依完全乾燥所需時間，大致可分為下列5種等級 等級 乾燥時間（hr） 樹種 1級 t≧3 印度橡膠樹、卵葉鵝掌藤 福木 2級 3>t≧2 緬梔、變葉木 榕、龍柏 3級 t=1.5 油桐、茄苳 構樹 黑板樹、濕地松 4級 t=1 小葉桑、南洋含笑、沙朴、野桐、天竺草 杜鵑、鳳凰木、青剛櫟、木棉、馬櫻丹、金露花 相思樹 荔枝、樟樹 5級 t=0.5 苦棟 木麻黃、觀音竹 銀合歡 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

12 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 第二階段抗火性能綜合評估
植物防火性能在燃燒的過程中，除第一階段預熱過程中所考慮之水份蒸散速率外，第二階段進入燃燒，考慮的則是點燃的溫度與燃燒速率與可提供的燃料與總能，燃燒速率，燃燒速率越慢、點燃的溫度越高、總能越低，燃值越少其為抗火效能越好，大致可分為下列5個等級 等級 燃燒時間（sec） 發火溫度（℃） 1級 s≧120 t≧500 褔木 499≧t≧490 印度橡膠樹 2級 119≧s≧90 489≧t≧480 榕、荔枝 479≧t≧470 樟 3級 89≧s≧60 青剛櫟 449≧t≧440 茄苳 4級 59≧s≧30 濕地松 木棉、卵葉鵝掌藤、緬梔 杜鵑、變葉木、野桐、黑板樹 469≧t≧460 苦棟、馬纓丹 459≧t≧450 南洋含笑 439≧t≧430 龍柏 5級 29≧s≧0 小葉桑 銀合歡 金露花 構樹 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

13 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 三、相關性假設檢定：
相關假設檢定利用Pearson相關分析與無母數檢定分析得知下表11相關結果，水份蒸散速率主要與葉片的厚度、質地、葉面狀況有關。而燃燒時間與葉片厚度、質地有關。燃燒總能則與葉片水份含量有較大關聯性。 測試項目 水份蒸散速率 燃燒總能 燃燒時間 發火溫度 葉片生物特徵 葉片厚度 -0.796** - -0.706** 0.243 葉片質地 8.292* 14.03*** 0.572 葉面狀況 11.619** 2.354 0.779 葉片組成成份 水份 0.155 -0.511** -0.061 -0.102 粗脂肪 -0.255 0.251 0.176 -0.1 粗灰份 -0.036 -0.139 -0.076 0.162 -0.626** 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

14 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 二、受測植物抗火性能綜合評估
從各項實驗與調查結果看來，植物的燃燒可分為兩個階段，第一階段為植物受熱水份蒸散階段，水份蒸散速率越慢者，其火勢蔓延將越慢，而此時的決定因素在於葉厚與含水率與質地，依完全乾燥所需時間，大致可分為下列5種等級 等級 乾燥時間（hr） 樹種 1級 t≧3 印度橡膠樹、卵葉鵝掌藤 福木 2級 3>t≧2 緬梔、變葉木 榕、龍柏 3級 t=1.5 油桐、茄苳 構樹 黑板樹、濕地松 4級 t=1 小葉桑、南洋含笑、沙朴、野桐、天竺草 杜鵑、鳳凰木、青剛櫟、木棉、馬櫻丹、金露花 相思樹 荔枝、樟樹 5級 t=0.5 苦棟 木麻黃、觀音竹 銀合歡 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

15 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 一、實驗結論
（一）以葉片水份蒸散速率的觀點分析，為了減少水份蒸散速率。抗火性較高之樹種選擇應以葉片較厚者、葉面無毛光滑者、葉面有臘質者、葉片質地為肉質或革質者為優先考量。 （二）從燃燒總能的觀點分析，為了降低燃燒所產生的總能。抗火性較高之樹種選則應以葉片含水量較多者為優先考量。 （三）從燃燒時間的觀點分析，為了降低火勢延燒的可能性。抗火性較高之樹種選則應以葉片較厚、葉片為肉質或革質者為優先考量。 （四）從降低引燃火勢的可能性，抗火性較高之種選則應以發火點較高者為考量。 二、抗火性植物特性 （一）植物成份組成特性： 防火植物成份應具有含水量大、油脂含量少、可燃性物質少、灰份多等特點 （二）植物生物特性： 葉片較厚、枝葉茂密、樹冠龐大、葉厚革質、常綠闊葉樹種。 三、建議防火樹種 印度橡膠樹、福木、榕 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論

16 簡報結束 C 張集豪

17 緒論 相關文獻探討 研究地區現況 研究材料 技術：輕型無人載具 技術：無線傳輸及數位攝影 應用：空拍於環境保育與防災 研究方法
研究動機與目的 研究材料與方法 研究內容 研究流程 相關文獻探討 研究地區現況 資料調查與分析 結果與討論 研究材料 技術：輕型無人載具 技術：無線傳輸及數位攝影 應用：空拍於環境保育與防災 研究方法 （一）資料蒐集階段 相關理論 、技術報告經歸納、演繹與比較等分析後，作為研究方法建構之依據。 （二）研究地區調查階段 （三）所得資料與預期研究成果資料比較、檢討。