林火對(duì)生物的影響綜述

1、 林火對(duì)生物的影響綜述 作者：馬雪松 學(xué)號(hào)：2015122034008 導(dǎo)師：周梅 專(zhuān)業(yè)：林學(xué) 班級(jí):2015級(jí)林學(xué)漢班林火對(duì)生物的影響綜述 馬雪松摘要：本文通過(guò)描述林火對(duì)植物繁殖和火燒跡地植被類(lèi)型來(lái)反映林火對(duì)植物的影響，對(duì)種子的開(kāi)花和結(jié)實(shí)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述。從直接影響和間接影響兩方面描述了林火對(duì)動(dòng)物的影響，包括對(duì)脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物以及陸生和水生動(dòng)物所造成的影響。通過(guò)火燒強(qiáng)度和火燒時(shí)間等林火因子來(lái)反映了林火對(duì)微生物的影響。關(guān)鍵詞：林火，植物，動(dòng)物，微生物，影響 林火是森林生態(tài)系統(tǒng)中重要的生態(tài)因子。從生態(tài)學(xué)角度講，林火具有雙重性。那么林火對(duì)生物有什么影響呢？本文從植物、動(dòng)物、微生物三個(gè)方面

2、詳細(xì)闡述了林火對(duì)森林生物的影響。1：林火對(duì)植物的影響 火會(huì)改變植物的繁殖和種類(lèi)，如不耐火植物的減少及耐火植物的增加。從而影響生態(tài)系統(tǒng)1 Baker Wl,EhleD.Uncertainty in surface-fire history.the case of ponder osa pine forest in the western United states Can J Forest Res,2011,31;1205-26 。1.1林火對(duì)植物繁殖的影響和作用1.1.1林火對(duì)森林植物開(kāi)花和結(jié)實(shí)的影響火燒過(guò)后，地被物稀疏，光照條件改善，土壤可溶性養(yǎng)肥增加，利于根基吸收土壤中的的水分和養(yǎng)分，促進(jìn)

3、了植物開(kāi)花的能力2 陸凡.董新姣，遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013.7【2013】04-008-03。森林過(guò)火后火燒跡地上常留有大量木炭、灰分等黑色物質(zhì)，大量吸收太陽(yáng)的長(zhǎng)波輻射，使地表增溫，植物提前萌發(fā)。另外森林過(guò)火后，火燒跡地的土壤養(yǎng)分豐富，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育，促使森林植物提前開(kāi)花結(jié)實(shí)3 姜勇,諸葛玉平,梁超,等.火燒土壤性質(zhì)的影響J.土壤通報(bào),2003,34(1)：65-69.。1.1.2林火對(duì)森林植被種子的影響有些植被種子成熟后不迅速下落，要在植物體上宿存23年或更長(zhǎng)的時(shí)間。由于其下種時(shí)間持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)常會(huì)被以這些種子為食的動(dòng)物、昆蟲(chóng)等消耗，使下種量大量減少。森林火能夠加速這類(lèi)植物種

4、子的釋放，減少種子的損失，提高植被的下種能力。由于林火后植物下種能力提高和跡地的土壤養(yǎng)分、植被結(jié)構(gòu)的改善，會(huì)使跡地的幼樹(shù)、幼苗的數(shù)量和存活率顯著增加。松屬的種子均有果實(shí)成熟，但球果不及時(shí)開(kāi)裂的特性，低頻度和低強(qiáng)度的林火會(huì)降低松屬球果的遲開(kāi)性，促使其種皮開(kāi)裂，促進(jìn)種子釋放和萌發(fā)4 單建平.等.試論火與興安落葉松種子發(fā)芽條件的關(guān)系J.林業(yè)科學(xué).1990.26(6)：545549.。干旱地區(qū)的一些灌木，如金合歡、熊果、鹽膚木等種子，種皮很硬，可在土壤中長(zhǎng)期休眠，受熱后才可發(fā)芽。火可以是種子直接受熱，或燒掉庇蔭植物后使種子暴露在充足的陽(yáng)光下間接受熱。火能燒掉死地皮層中一些代謝抑制種子萌發(fā)的物質(zhì)，從而促

5、使種子發(fā)芽5 姜勇,諸葛玉平,梁超,等.火燒土壤性質(zhì)的影響J.土壤通報(bào),2003,34(1)：65-69. 。1.1.3林火對(duì)植物無(wú)性繁殖的影響植物根的表皮非常薄，如遇到高溫會(huì)快速致死。土壤是熱的不良導(dǎo)體，一般情況下火燒時(shí)土壤上層的熱量不能迅速的傳遞到土壤下層，使得土壤下層的溫度不會(huì)很高。低強(qiáng)度的火燒，雖然會(huì)燒掉一些森林植物，但是林火過(guò)后，植物無(wú)性繁殖能力增強(qiáng)6 鄭煥能. 火在森林生態(tài)系統(tǒng)平衡中的作用J.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1990.18(1)：812。植物的根由于受到隔熱性能很高的土壤的保護(hù)，即使遇到林火，如果林火不形成地下火，多數(shù)植被的根在土壤的保護(hù)下是不會(huì)死亡的。林地過(guò)火后光照加強(qiáng)，土壤溫

6、度增高，有利于根部芽的萌發(fā)。植物根的特性對(duì)林火也有一定的適應(yīng)能力，根的萌芽能力越強(qiáng)，其對(duì)林火的適應(yīng)能力越強(qiáng)7周到煒.草地火生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展M.吉林：吉林科學(xué)出版,1995. 8 Farina A.Prinaiples and Method in London;Chapman andHall,1998.。蒙古櫟無(wú)論年齡大小都具有很高的萌芽能力；而落葉松隨著年齡的增加其根的萌芽能力逐漸降低。因此，蒙古櫟純林往往是該地區(qū)反復(fù)發(fā)生林火后形成。1.2火燒跡地植物類(lèi)型的變化 地表火干擾下寶天曼保護(hù)區(qū)不同恢復(fù)階段櫟類(lèi)群落幼苗庫(kù)的動(dòng)態(tài)特征的研究表明，隨著火燒跡地植被的恢復(fù)，喬木幼苗種類(lèi)數(shù)量增多，灌木幼苗減少，但

7、櫟類(lèi)幼苗始終占優(yōu)勢(shì)，林下幼苗密度隨恢復(fù)時(shí)間增加逐步減少，櫟類(lèi)幼苗密度則呈現(xiàn)出從高到低再升高然后變低的趨勢(shì)9 朱雪靈,劉曉靜,崔向慧,等.寶天曼自然保護(hù)區(qū)林火干擾下不同恢復(fù)階段櫟林群落幼苗庫(kù)動(dòng)態(tài)特征J.林業(yè)科學(xué)研究,2011,24(5)：572-578. 10朱雪靈,劉曉靜,崔向慧,等.寶天曼自然保護(hù)區(qū)櫟類(lèi)群落不同火燒演替序列物種多樣性特征J.林業(yè)科學(xué).2012,48(8)：31-38。1.2.1含氮植物減少，固氮植物增加火燒后土壤表層的有機(jī)質(zhì)被破壞，土壤中的氮元素大量揮發(fā)11白愛(ài)琴,傅伯杰，曲來(lái)葉，等.大興安嶺火燒跡地恢復(fù)初期土壤微生物群落特征J .生態(tài)學(xué)報(bào).2012,32(15)：4763-

8、4770.。地下含氮微生物會(huì)減少。地上植物的種類(lèi)也會(huì)發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)強(qiáng)度較大的林火燃燒后，第二年含氮植物種類(lèi)會(huì)急劇下降。由于火燒后土壤含氮量下降，土壤含氮量的增加主要途徑就是植物固氮，因此，在火燒后的第二年，具有固氮能力的豆科植物會(huì)大量發(fā)生。1.2.2陽(yáng)性植物增加，陰性植物減少火燒后火燒跡地光照加強(qiáng)，土壤溫度升高，有利于陽(yáng)性植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。闊葉紅松林火燒后，在跡地上最先更新的是山楊、白樺、蒙古櫟等陽(yáng)性樹(shù)種，其數(shù)量也占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。而原來(lái)占有一定比例的云杉、冷杉、和紅松等樹(shù)種，在種源充足的條件下，由于失去了上層森林的庇護(hù)，其更新量大量減少，更新時(shí)間也比陽(yáng)性樹(shù)種要晚。1.2.3漿果類(lèi)植物增加火燒跡地陽(yáng)

9、光充足，有利于陽(yáng)性漿果類(lèi)植物生長(zhǎng)，一般情況下火燒跡地上忍冬、刺玫果、懸鉤子、草莓等漿果灌木種類(lèi)數(shù)量大量發(fā)生，比林內(nèi)的同類(lèi)數(shù)量高很多。其數(shù)量大量增長(zhǎng)的原因還有，由于火燒改變了火燒跡地森林結(jié)構(gòu)，在其中棲息鳥(niǎo)類(lèi)的數(shù)量也跟著發(fā)生了變化，據(jù)調(diào)查，火燒跡地鳥(niǎo)類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量均比林內(nèi)高。鳥(niǎo)類(lèi)在林內(nèi)和林緣吞食大量漿果，然后飛回火燒跡地棲息，這樣就會(huì)把漿果的種子排泄到跡地上，排出的種子大多是有生命力的，在火燒跡地上很容易萌生。2：林火對(duì)動(dòng)物的影響 火對(duì)動(dòng)物的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：直接影響和間接影響。直接影響主要表現(xiàn)在燒傷和致死，而影響更為深刻的為間接影響，間接影響主要是通過(guò)植被、土壤理化性質(zhì)等諸方面的影響，改變

10、動(dòng)物的棲息環(huán)境，間接地作用于生物，從而影響動(dòng)物種類(lèi)和數(shù)量12 張蕾.火對(duì)野生動(dòng)物的生態(tài)作用J.四川環(huán)境,2004,32,(2)：45-47,56.。莊凱勛等對(duì)大興安嶺林區(qū)火災(zāi)后鼠類(lèi)種群動(dòng)態(tài)變化研究顯示，過(guò)火的原始落葉松林鼠類(lèi)數(shù)量高于未過(guò)火的。過(guò)火林的鼠類(lèi)數(shù)量，依據(jù)季節(jié)不同變化很大，未過(guò)火林內(nèi)鼠類(lèi)數(shù)量比較平緩13 莊凱勛，陳新，梁延海.大興安嶺林區(qū)火災(zāi)后鼠類(lèi)種群動(dòng)態(tài)變化J.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1989,17(14)：103-106.。2.1火對(duì)動(dòng)物的直接影響2.1.1林火對(duì)脊椎動(dòng)物的影響脊椎動(dòng)物對(duì)火的出現(xiàn)，首先做出的反應(yīng)是以驚慌到冷靜，在確定火的方位后，立即逃走和遷徙。動(dòng)物的遷徙率與火的大小有關(guān)，

11、與動(dòng)物的種類(lèi)也有關(guān)。較小的嚙齒類(lèi)動(dòng)物、松鼠、老鼠對(duì)火表現(xiàn)出驚慌的遷徙率較低。體型大的一些動(dòng)物遷徙率高，如駝鹿、天鵝、等冷靜遷徙。同時(shí)還有許多大型動(dòng)物、鵪鶉、火雞等對(duì)火感興趣，鳥(niǎo)類(lèi)不畏懼，有的甚至被火光所吸引。大火可以對(duì)動(dòng)物造成毀滅性的破壞?；馃貐^(qū)小時(shí)，哺乳動(dòng)物可免遭危害，在距離火頭幾厘米的地下，降溫效果顯著，而對(duì)小動(dòng)物來(lái)說(shuō)，其致命的溫度為62.77攝氏度，死于火的動(dòng)物有相當(dāng)數(shù)量是窒息而死，非因高溫。2.1.2林火對(duì)無(wú)脊椎動(dòng)物的影響火對(duì)無(wú)脊椎動(dòng)物的影響可說(shuō)是暫時(shí)的，也可能是長(zhǎng)久的。無(wú)脊椎動(dòng)物及卵因火焰或高溫致死。另外，飛行昆蟲(chóng)為煙、熱、及受破壞的樹(shù)木吸引，以致火災(zāi)過(guò)后某些昆蟲(chóng)數(shù)量增加。草原過(guò)火

12、區(qū)的土壤動(dòng)物比無(wú)火區(qū)少，地面動(dòng)物也減少，一些研究表明，火燒后土地上可發(fā)現(xiàn)大量螞蟻。對(duì)地表動(dòng)物而言，它們的數(shù)量因火而減少。土壤動(dòng)物被火傷害，地表昆蟲(chóng)則不易受影響，它們的飛行能力得以自保，又可迅速鉆入地下或樹(shù)皮?；鹉芸刂评ハx(chóng)的卵。2.2林火對(duì)動(dòng)物的間接影響2.2.1林火對(duì)陸生動(dòng)物的影響火影響陸生動(dòng)物生存的地區(qū)氣候和小氣候，燒焦的植被和土地對(duì)該地區(qū)的熱量吸收和動(dòng)物的分布有影響。溫度對(duì)動(dòng)物的影響。溫度可以決定飛禽走獸的分布，寒冷潮濕的天氣直接危害小禽的生命，常棲居于干燥溫暖巢中的鶉?guó)B，因寒冷、潮濕其數(shù)量會(huì)明顯減少。火可以為野生動(dòng)物提供更多的食物14 楊鴻培,宋軍平,王巧燕.西雙版納保護(hù)區(qū)計(jì)劃燒除林下可

13、燃物對(duì)大型食草動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)的影響J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2013,38(1)：9-13.。郭賢明等的研究表明，計(jì)劃火燒后，野芭蕉的數(shù)量大量增長(zhǎng)，而野芭蕉是亞洲象最喜食的植物之一15許再富.亞洲象與竹蕉分布隔離的生態(tài)效果及保護(hù)對(duì)策探討J.生態(tài)學(xué)雜志,2004,23(4)：131-134 。因此，可為野生亞洲象提供大量的食物來(lái)源16 郭賢明，湯忠明，陶慶，等.利用林火對(duì)西雙版納國(guó)家級(jí)森林保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效管理和探討J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2011,36(3)：61-64.。如果大批啄木鳥(niǎo)飛入火災(zāi)后的林區(qū)，那么，作為啄木鳥(niǎo)食物的昆蟲(chóng)數(shù)量也會(huì)增加，火同樣可以清除鳥(niǎo)獸體表的寄生蟲(chóng)，這種作用時(shí)間不長(zhǎng)。著火區(qū)

14、的熱量借風(fēng)擴(kuò)散，火區(qū)雪的深度等于為著火區(qū)截然不同。松雞穴居于深雪處或沒(méi)結(jié)冰處，但鹿、麋鹿等需躲開(kāi)深雪。總之，燃燒可以提高陸生動(dòng)物生活環(huán)境的溫度、風(fēng)速、改變雪的深度，這些都直接間接地影響陸生動(dòng)物的生存環(huán)境。2.2.2林火對(duì)水生動(dòng)物的影響燃燒減少溪邊植被，增加水底沉積物，水溫提高往往使水生動(dòng)物棲息地惡化，增加疫病感染率，對(duì)水中的魚(yú)有直接或間接的作用。3林火微生物的影響 火對(duì)微生物的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是作為高溫體直接作用于土壤微生物，使其致死；二是火燒改變了土壤環(huán)境，間接對(duì)其產(chǎn)生影響17 張萍.刀耕火種對(duì)土壤微生物和土壤肥力的影響J.生態(tài)學(xué)雜志,1996.15(3)：66-67.。3.1林火

15、因子對(duì)土壤微生物的影響3.1.1火燒強(qiáng)度對(duì)土壤微生物的影響白愛(ài)芹等對(duì)大興安嶺落葉松2003年重度火燒和中度火燒跡地以及未過(guò)火樣地的土壤微生物群落分析表明：火燒跡地土壤養(yǎng)分和土壤水分與未過(guò)火對(duì)照樣地存在顯著差異，火燒跡地土壤微生物量碳氮、微生物代謝活性以及碳資源利用能力均顯著高于對(duì)照樣地，但火燒樣地與對(duì)照組土壤微生物群落結(jié)構(gòu)指標(biāo)土壤微生物碳氮比以及多樣性指數(shù)無(wú)顯著差異18 白愛(ài)琴,傅伯杰，曲來(lái)葉，等.大興安嶺火燒跡地恢復(fù)初期土壤微生物群落特征J .生態(tài)學(xué)報(bào).2012,32(15)：4763-4770.。高強(qiáng)度火燒使物種豐富度、物種優(yōu)勢(shì)度、及群落均勻度指數(shù)降低19 鄭瓊,崔曉陽(yáng),邸雪穎,等.不同強(qiáng)

16、度對(duì)大興安嶺偃松林土壤微生物功能多樣性的影響J.林業(yè)科學(xué),2012,48(5)：95-100.。一般而言，菌類(lèi)生長(zhǎng)最高極限溫度為105300攝氏度，而高火燒溫度在8001000攝氏度20 許光輝，鄭洪遠(yuǎn).土壤微生物分析方法手冊(cè).北京：農(nóng)業(yè)出版社,1986.。因此，高強(qiáng)度火燒當(dāng)年，跡地的細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量均有下降。真菌比細(xì)菌、放線菌耐酸21 周德慶，微生物學(xué)教程.北京：高等教育出版社,1999.?；馃蟾邚?qiáng)度火燒跡地上真菌大量繁殖。中強(qiáng)度火燒后，跡地細(xì)菌真菌放線菌數(shù)量基本呈增加趨勢(shì)，但在火燒后一段時(shí)間，這三大類(lèi)群數(shù)量又有所減少，是因?yàn)?，大多?shù)菌類(lèi)適應(yīng)生活的pH為59，而這段時(shí)間土壤pH小于四

17、，所以有所下降。低強(qiáng)度火燒，當(dāng)年跡地上孔隙度增加，而真菌和放線菌屬于好氧菌，細(xì)菌屬于厭氧菌22 馬文漪，楊柳燕，環(huán)境微生物工程.南京：南京大學(xué)出版社,1999。所以，真菌和放線菌數(shù)量增加，細(xì)菌數(shù)量減少。林火對(duì)微生物的影響具有不可預(yù)見(jiàn)性，但可以肯定，高強(qiáng)度火燒對(duì)土壤微生物有致死作用，中低強(qiáng)度由于改變了土壤環(huán)境，對(duì)微生物的影響變化不明顯23 Daniel G Neary.Fire effect on below ground sustainability：a review and synthesis .Forest Ecology and Management,1999,122：5157。3.1.2火燒時(shí)間對(duì)微生物的影響不同時(shí)隔和不同火燒持續(xù)時(shí)間的跡地上微生物數(shù)量變化差異很大，火對(duì)土壤微生物有致死作用，火燒持續(xù)時(shí)