第5章林火與生態(tài)系統(tǒng)

第5章林火與生態(tài)系統(tǒng)一、火對(duì)森林演替的影響二、火對(duì)碳平衡的影響三、火干擾對(duì)生態(tài)平衡的影響四、我國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)中火的影響與作用一、火對(duì)森林演替的影響森林演替的實(shí)質(zhì)是群落中優(yōu)勢(shì)樹(shù)種發(fā)生明顯改變，引起整個(gè)森林組成的變化過(guò)程。生境是森林演替發(fā)生的重要外在條件.引起生境突然改變的自然干擾因子主要包括火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、病蟲(chóng)害和動(dòng)物危害等。早期認(rèn)為：火災(zāi)過(guò)后，森林發(fā)育不得不從頭開(kāi)始，可以說(shuō)火災(zāi)使森林的演替發(fā)生了倒退.然而，另一方面，火災(zāi)促進(jìn)了森林生態(tài)系統(tǒng)的演替，使一些本該淘汰的樹(shù)種加速退化，促進(jìn)新的樹(shù)種發(fā)育因此，林火既能維持循環(huán)演替或?qū)е履嫘醒萏娴陌l(fā)生，也可使演替長(zhǎng)期停留在某個(gè)階段。松樹(shù)和櫟樹(shù)能在世界各地許多森林中占優(yōu)勢(shì)，主要是由林火造成的。因此，林火在干擾森林的演替中具有極其重要的作用。1.原生演替與次生演替原生演替(Primarysuccession)：是指開(kāi)始于原生裸地上的植物群落演替。原生裸地是指由于地層變動(dòng)、冰川移動(dòng)、流水沉積、風(fēng)沙或洪水侵蝕以及人為活動(dòng)等因素造成的從來(lái)沒(méi)有植被覆蓋的地面。次生演替(secondarysuccession)：指發(fā)生在次生裸地上的植物群落演替。次生裸地：指原生植被已經(jīng)被消滅，但土壤中還多少保存著原來(lái)的群落或原來(lái)群落的植物繁殖體。次生演替速度比原生演替的速度快。火干擾較少情況下會(huì)引起原生演替：如火山爆發(fā)后形成森林?；鸶蓴_主要引起次生演替。2.進(jìn)展演替和逆行演替進(jìn)展演替(Progressivesuccession)：從一個(gè)初始先峰群落開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列演替階段和連續(xù)體，最終朝成熟的穩(wěn)定群落的發(fā)展過(guò)程。逆行演替(retrogressivesuccession)：朝著物種組成簡(jiǎn)單，生產(chǎn)力低下以及生物量小的早期階段發(fā)展過(guò)程。產(chǎn)生逆行演替的原因：主要是外力的干擾和脅迫，如森林火災(zāi)、過(guò)渡放牧等。進(jìn)展演替or逆行演替？森林火災(zāi)后，群落的演替方向決定于火強(qiáng)度和森林群落的抗火性能。例如：我國(guó)大興安嶺林區(qū)興安落葉松為當(dāng)?shù)氐湫偷牡貛灾脖?。高?qiáng)度森林火災(zāi)引起興安落葉松林向白樺林逆行演替。低強(qiáng)度火燒可以維持良好的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，使森林群落發(fā)生進(jìn)展演替。在大興安嶺林區(qū)春季火燒草地，以促進(jìn)白樺林的更新，使草地變成白樺林，屬進(jìn)展演替。如果白樺林四周有興安落葉松林，則可以在白樺林下進(jìn)行低強(qiáng)度的火燒，燒除林地上的地被物，促進(jìn)興安落葉松林的更新，使興安落葉松林取代白樺林，可引起白樺林向興安落葉松林的進(jìn)展演替。3.火頂級(jí)群落火頂級(jí)群落：用火來(lái)維持的亞頂級(jí)群落。這種頂級(jí)群落并不是當(dāng)?shù)卣嬲捻敿?jí)群落，而是由于構(gòu)成這種群落的主要樹(shù)種對(duì)火有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。一旦火的作用消除，仍會(huì)被當(dāng)?shù)氐捻敿?jí)群落（地帶性植被）所代替?；痦敿?jí)群落的應(yīng)用利用火燒頂級(jí)群落培養(yǎng)大徑級(jí)用材林例如：美國(guó)南部地帶性頂級(jí)群落為常綠闊葉林，如櫟、核桃等。為什么營(yíng)造的松林最終卻變成了櫟樹(shù)林？天然演替過(guò)程：在荒地上營(yíng)造松林時(shí)，櫟樹(shù)、核桃等耐蔭樹(shù)種能在松林林冠下生長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)松林達(dá)到成熟時(shí)，由于林冠下部是耐蔭闊葉樹(shù)，直接影響松樹(shù)的更新，因此最終櫟樹(shù)和核桃樹(shù)種就替代了松林。如何阻止天然演替？應(yīng)用火頂級(jí)群落的原理，當(dāng)森林郁閉后，就采用低強(qiáng)度火燒，火焰高度保持在1m以內(nèi)，在用火安全期點(diǎn)燒，并在點(diǎn)燃區(qū)四周開(kāi)設(shè)0.5~2m的阻火帶，每2~3年火燒一次。二、火對(duì)碳平衡的影響森林作用：涵養(yǎng)水源、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣侯等森林在生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)光合作用吸收大量CO2，固定、儲(chǔ)存于植被和土壤中。因此，森林是大氣中CO2的“匯”，又稱碳庫(kù)。林火：降低森林固碳能力，而且將儲(chǔ)存的碳素還原為CO2重新返回大氣，成為大氣中CO2的“源”。森林遭受破壞可以引起CO2、CH4等氣體含量的增加。我國(guó)因森林火災(zāi)每年直接釋放溫室氣體CO2、CH4的數(shù)量分別占我國(guó)總排放量的2.7%~3.9%和3.3%~4.7%。若考濾計(jì)劃燒除、森林火災(zāi)的間接影響，其CO2、CH4等氣體的排放量相當(dāng)可觀。三、火干擾對(duì)生態(tài)平衡的影響如果火燒后是進(jìn)展演替，則有利于維護(hù)生態(tài)平衡。如果火燒破壞了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要樹(shù)種被次要樹(shù)種所取代，實(shí)生林被萌生林所代替，則破壞了生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定。四、我國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)中火的影響與作用影響植被分布的自然條件(1)緯度：我國(guó)位于北半球，橫跨49個(gè)緯度，秦嶺-淮河為南北分界線。以北為溫帶、寒溫帶氣侯，以南為亞熱帶和熱帶氣侯。(2)經(jīng)度經(jīng)度的變化成接影響降水的多寡。我國(guó)東部臨海，西部處在內(nèi)陸，并由喜馬拉雅山阻擋了來(lái)自印度洋的水汽。我國(guó)東部為海洋性氣侯，西部則為大陸性氣侯。阿爾卑斯-喜馬拉雅山系包括歐洲的阿爾卑斯山系、北非的阿特拉斯山脈、亞洲的興都庫(kù)什山脈、喀喇昆侖山脈和喜馬拉雅山脈。(3)海拔高度隨著海拔升高，溫度降低、濕度增大、風(fēng)速加強(qiáng)海拔升高100m，氣溫則平均下降0.6oC，相當(dāng)于水平向北推進(jìn)100km。因此，赤道附近海拔在5000m以上的高山地帶常年積雪，相當(dāng)于北極圈。2.我國(guó)的八大森林生態(tài)系統(tǒng)寒溫帶針葉林區(qū)：溫帶針闊混交林區(qū)：暖溫帶落葉闊葉林區(qū)：東亞熱帶常綠闊葉林區(qū)：西亞熱帶常綠闊葉林區(qū)：熱帶季雨林區(qū)：溫帶荒漠植被區(qū)青藏高原高寒植被區(qū)：安徽?。簴|亞熱帶常綠闊葉林區(qū)林區(qū)人煙稿密，交通方便，火源多為農(nóng)業(yè)為火，森林火災(zāi)次數(shù)占我國(guó)總數(shù)的一半，過(guò)火面積約占全國(guó)的1/4。火災(zāi)季節(jié)主要在冬春兩季，夏季伏旱也有發(fā)生火災(zāi)的可能。地帶性植被：常綠