1、29 火因子,291 火的發(fā)生條件與林火類型 292 火對土壤的影響 293 火對植物的影響和植物的適應(yīng) 294 火對生態(tài)系統(tǒng)的影響,291 火的發(fā)生條件與林火類型,2911 林火的發(fā)生條件 林火發(fā)生條件有可燃物、助燃物和火源，通常稱為林火燃燒三要素。 可燃物，由生物量積累而成，包括地上葉、枝、干和地下根系、森林死地被物層、土壤中泥炭以及森林經(jīng)營中采伐剩余物。 助燃物指氧氣。,火災(zāi)的有益作用,加速物質(zhì)循環(huán) 促進(jìn)樹種更替 誘導(dǎo)種子萌芽,火災(zāi)的有害作用,破壞生鏡 改變土壤理化結(jié)構(gòu),燃燒與森林燃燒的必要條件,任何燃燒都必須具備3個要素，即可燃物、助燃物(氧氣)和一定溫度。如果缺了任何一個要素或破壞了

2、三者之間的聯(lián)系，燃燒就會終止。,一定溫度,氧氣,可燃物,火源-包括自然火源和人為火源兩種。 自然火源指雷擊火、泥炭自燃、火山活動等； 人為火源包括生產(chǎn)用火(燒荒、打防火線、機(jī)具噴火、焚燒采伐剩余物)和非生產(chǎn)用火(吸煙、燒火、生活用火)。,2912 林火類型, 3種類型 根據(jù)林火的火燒部位、強(qiáng)度、速度和林木受害程度的差異將林火分為：地表火、地下火和樹冠火3種類型。 林火以地表火最多，南方林區(qū)約占70以上，東北林區(qū)約占94；樹冠火次之，南方林區(qū)約占30，東北林區(qū)約占5； 最少的為地下火，東北林區(qū)約占1，南方林區(qū)則幾乎沒有。,所有的林火一般都是由地表火開始，燒至樹冠則引起樹冠火；燒至地下則引起地下火

3、。樹冠火也能下降到地面形成地表火。地下火也可以從地表的縫隙中竄出燒向地表。 通常針葉林發(fā)生樹冠火，闊葉林一般發(fā)生地表火，在長期干旱年份易發(fā)生樹冠火或地下火。,林火種類,1地表火 (1)急進(jìn)地表火 (2)穩(wěn)進(jìn)地表火 2地下火 （1）腐殖質(zhì)火 （2）泥炭火 3樹冠火 （1）急進(jìn)樹冠火 （2）穩(wěn)進(jìn)樹冠火 （3）間歇性樹冠火 （4）沖冠火 （5）樹干火,1地表火,地表火沿林地表面蔓延，以燒毀死地被物和林下植物為主，也能燒傷林木干基，露出根系。蔓延速度每小時幾十米至1km以上。 據(jù)我國東北統(tǒng)計，地表火占火災(zāi)總數(shù)的94。南方林區(qū)約占70以上，地表火可影響林木生長，造成幼林死亡和林木枯死并引發(fā)病蟲害。 發(fā)生

4、地表火后，植物能否由地下各種繁殖體再萌發(fā)，取決于火災(zāi)時熱量向土壤中傳導(dǎo)和輻射的深度，以及繁殖體在土壤中的分布。,2地下火,地下火指土壤腐殖質(zhì)層或泥炭層燃燒的火災(zāi)，地表只有煙霧基本見不到火焰。 地下火蔓延速度慢、溫度高、持續(xù)時間長、破壞力大，可燒死樹木、休眠種子和其他繁殖體，使植被再生的時間推遲。 地下火多發(fā)生在高緯度地區(qū)，特別干旱的針葉林下和森林沼澤。,在地表以下蔓延和擴(kuò)展的火稱為地下火。多發(fā)生在長期干旱條件下，有腐殖質(zhì)層或泥炭層的森林中。 這種火只能看到煙，在地表看不見火焰，蔓延速度十分緩慢，溫度較高，持續(xù)時間長，很難撲救。 地下火雖然火強(qiáng)度不大，但能導(dǎo)致森林植物大面積死亡，對森林危害很大。

5、,3地下火,3樹冠火,樹冠火通常是由地表火遇到強(qiáng)風(fēng)或特殊地形，向上燒至樹冠并沿林冠蔓延和擴(kuò)展的林火。 樹冠火破壞性大，不易撲救。根據(jù)其蔓延情況又可分為2種。,強(qiáng)風(fēng)中發(fā)生的地表火，若遇針葉幼樹、采伐剩余物、下木、枯立木，即可燒及樹冠而引發(fā)樹冠火。樹冠火溫度可達(dá)900，煙霧能升至幾千米，蔓延速度達(dá)525kmh。 嚴(yán)重的樹冠火，可燒毀土壤礦物質(zhì)以上所有有機(jī)物質(zhì)。強(qiáng)風(fēng)中，樹冠火可能僅燒毀林木的葉子、小枝，并快速通過林冠，使樹干保存下來。 這種樹冠火很少影響森林枯落物。樹冠火發(fā)生后，有些樹種由于樹冠的燃燒而死亡，如樟子松、馬尾松、云杉等；而另一些樹種卻能萌發(fā)出葉子和枝條，如落葉松、白樺等。,人禍勝于天災(zāi)

6、 令五萬同胞流離失所 93人葬身火海 五萬余軍民圍剿25個晝夜 大火燒過100萬公頃土地 焚毀了85萬立方米木材,森林火災(zāi)等級,林火還可按燒及面積分為火警、火災(zāi)、大火災(zāi)、特大火災(zāi)等。 關(guān)于大面積森林火災(zāi)，由于難以控制、損失嚴(yán)重、具有災(zāi)害性，各國都很重視，但規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)不一。,火災(zāi)和用火,林火還可按是否有控制，分為火災(zāi)和用火。 用火是在人為控制下，在指定地點進(jìn)行安全用火并達(dá)到預(yù)期的經(jīng)營目的和效果，它是森林經(jīng)營的一種措施或手段，如燒除采伐剩余物、燒除林下植物，以促進(jìn)更新等。, 火災(zāi)發(fā)生季節(jié),森林火災(zāi)主要發(fā)生在干旱季節(jié)，各氣候區(qū)旱季出現(xiàn)的時期不同，赤道帶的雨林，氣候終年高溫、高濕、降水量大、全年無干旱

7、期，植物體含水量高，森林死地被物分解快積累少，一般不發(fā)生火災(zāi)。 亞熱帶氣候有明顯干、濕季之分，旱季是火災(zāi)發(fā)生期。中、高緯度的溫帶和寒溫帶，季風(fēng)氣候特征明顯。夏季多雨濕潤，冬季積雪，不易發(fā)生森林火災(zāi)。春、秋兩季干旱、多風(fēng)、相對濕度低是火災(zāi)易發(fā)生季節(jié)，其中又以春季火災(zāi)危險性更大。,292火對土壤的影響,森林植被類型和枯落物是影響土壤性質(zhì)的重要因素?；馂?zāi)中由于這二者被不同程度地?zé)驶馂?zāi)也是土壤性質(zhì)發(fā)生變化的重要原因，這些變化有時有害，有時可能有益?；饘ν寥赖挠绊?，可從土壤的物理、化學(xué)和生物等性質(zhì)的變化加以說明。,2921物理的變化,(1)土壤含水率 火災(zāi)減少了森林葉面積，從而降低了林冠蒸騰和截留

8、的水分散失。對于黏質(zhì)地土壤，土壤會變濕，甚至出現(xiàn)沼澤化。,(2)土壤溫度 火災(zāi)對土壤溫度有著短期和長期的影響。燃燒期間釋放的能量，對土壤溫度產(chǎn)生短期效應(yīng)，表層土溫可高達(dá)1 000。 火燒期間所釋放的能量，短期內(nèi)可大幅度增加局部地區(qū)或小環(huán)境的氣溫。,長期影響一般包括增加土壤的溫度?；馂?zāi)后，黑色的土壤表面能增加對太陽光的吸收，土表有機(jī)物質(zhì)的減少，能促進(jìn)熱的傳導(dǎo)進(jìn)入礦質(zhì)土層。森林采伐后地表失去遮蔭使土溫升高，而剩余物火燒后，又再次更多地增高了土溫。這種影響甚至?xí)钊氲降叵?0cm的礦質(zhì)土層。 土溫的增加，對枯落物分解有利，可提高土壤肥力，促進(jìn)繁殖體的萌發(fā)和增加草食動物的食物及營養(yǎng)價值。,2922化學(xué)

9、的變化,(1)pH值 有機(jī)物質(zhì)燃燒時，形成陰離子如Cl-和陽離子如ca2+、K+和Mg2+，在燃燒時陰離子的損失量要比陽離子大?；馃龤埩舻幕曳趾写罅靠扇苄詨A土金屬氧化物，能很快合成碳酸鹽。這些碳酸鹽具有堿性反應(yīng)能中和土壤的酸性。結(jié)果，火燒后土壤的pH值增加，其增加的程度和持續(xù)時間決定于火災(zāi)強(qiáng)度、有機(jī)物的燒失量及土壤的緩沖力。,(2)土壤有機(jī)質(zhì) 火對土壤的最重要影響之一是燒掉了有機(jī)物。通常地表火僅燒掉森林死地被物的表層，這是因為燃燒需要氧和深層死地被物太濕太緊。 土壤表層有機(jī)物損失程度，取決于火災(zāi)發(fā)生期間、強(qiáng)度和可燃物的濕度。春季，地被物仍很濕時，發(fā)生的火災(zāi)可能僅燃燒掉新的凋落物而對F和H層影

10、響不大。 強(qiáng)度高的秋季火災(zāi)能燒掉干燥立地巖石上50cm厚的有機(jī)物質(zhì)。,(3)養(yǎng)分的含量和可利用性 火使土壤發(fā)生各種化學(xué)變化，如燃燒有機(jī)物，以CO2的形式輸出碳，溫度300以上，N會揮發(fā)，大于500時，K也會大量揮發(fā)，許多其他養(yǎng)分元素，以飄塵的形式隨煙霧從火區(qū)移出。高強(qiáng)度的火災(zāi)常伴有大風(fēng)和對流柱，則會使大量的飄塵和養(yǎng)分從火燒區(qū)移出。低和中等強(qiáng)度的森林火災(zāi)，燃燒物質(zhì)所含元素的大部分仍留在火燒區(qū)，其后可隨徑流而移出火燒區(qū)，也可被淋洗到礦質(zhì)土壤中或被植物利用。,火可使含在有機(jī)物中植物不可利用的養(yǎng)分變?yōu)榭衫眯问?，所以，雖然火以氣化揮發(fā)、飄塵和徑流淋洗等方式使養(yǎng)分含量下降，但火可促進(jìn)養(yǎng)分的可利用性。 火

11、后較高的養(yǎng)分可利用性，首先對森林活地被物有利。,2923生物的變化,燃燒期間土溫的增加，對土壤動物有很大影響。火災(zāi)發(fā)生期間，L和H層中，小型和中型土壤動物的活動受抑制并引起死亡。H層下部和L、F、H層未燃燒的局部地塊存活下來的動物，幾年內(nèi)會有增多而得以恢復(fù)。一些研究指出，火對土壤動物的影響與火的頻度有關(guān)，每年進(jìn)行規(guī)定火燒的松樹林地，螨等土壤動物的多度明顯減少，而5年進(jìn)行一次規(guī)定火燒的林地，不會產(chǎn)生土壤動物長期的數(shù)量變化。,強(qiáng)烈火災(zāi)中，把地表積累的有機(jī)物全部燒除的地方，雖然小型土壤動物會向下遷移到較冷濕的礦質(zhì)土層，但它們可能在火災(zāi)后的數(shù)年內(nèi)明顯減少或消失?；馂?zāi)使微生物種群減少，但在第一次降雨后明

12、顯增加，這是因為火災(zāi)后pH值增加，減少了微生物間的競爭和提供了養(yǎng)分的可利用性。,293火對植物的影響和植物的適應(yīng),大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)，尤其是溫帶、具有旱季的熱帶森林和草原地區(qū)，火是重要的生態(tài)因子。北美的許多生態(tài)學(xué)家認(rèn)為：植物對火，就像其他限制因子一樣，進(jìn)化為不同的適應(yīng)性，進(jìn)而可劃分成依賴火的、耐火的或適應(yīng)火的植物種、森林和生態(tài)系統(tǒng)。Odum按上述觀點，從植物能量分配的角度，把依賴火或耐火種分為兩個火生態(tài)基本類型：,再萌芽型：該類植物把大部分能量分配到地下貯藏器官，而很少用到生殖結(jié)構(gòu)(花不明顯、花蜜少、種子少)，地上部被火燒死后能快速更新。,火后大量結(jié)實型：與前者相反，這類植物產(chǎn)生大量種子，火后即快

13、速發(fā)芽。 火能影響植物生長發(fā)育的各個階段(營養(yǎng)、開花、結(jié)實和休眠等)，所以植物也有相適應(yīng)的對策。,(1)營養(yǎng)階段對火的適應(yīng),主要表現(xiàn)在以下3個方面： 抗火樹皮 減少易燃性 保護(hù)芽,(2)繁殖階段對火的適應(yīng),主要表現(xiàn)在以下兩個方面： 提早開花結(jié)實 種子散布,(3)火對發(fā)芽的影響,干旱地區(qū)一些灌木，如金合歡、熊果和鹽膚木種子，種皮很硬可長期在土壤中休眠，受熱后才發(fā)芽，火可使種子直接受熱，火燒掉庇蔭植物后，可使種子暴露在充足陽光下而間接受熱。許多植物種子，在礦質(zhì)土壤上發(fā)芽更好，而在死地被層中的發(fā)芽不如前者，這是因為礦質(zhì)土壤的水分和溫度條件較好，也可能是植物代謝產(chǎn)物積累在土壤表層，抑制種子發(fā)芽?；鹉軣?/p>

14、除這些植物和積累在土壤表層的抑制物質(zhì)，而使以前被抑制的種在火后得以侵入。,鹽膚木果實,根據(jù)火后各樹種枯死數(shù)量的比例及其他指標(biāo)比較樹種的耐火性。歐亞大陸泰加林帶的優(yōu)勢樹種是落葉松、云杉、松、樺。它們耐火性大小的順序是：落葉松、松、樺、云杉。我國東北、西南林區(qū)主要樹種抗火性大小序如下：,西南林區(qū) 針葉樹：云南松、高山松、思茅松、落葉松、馬尾松、杉木、云杉、冷杉。 闊葉樹：木荷、榿木、漆樹、栓皮櫟、木棉、楊、滇榆、高山櫟、柳、桉。,云南松,荷木,294火對生態(tài)系統(tǒng)的影響,火對植物、土壤和動物的影響，會引起生態(tài)系統(tǒng)過程的變化，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生影響。,2941能量流動,火燒期間，系統(tǒng)增

15、加了能流輸出?；鹉艽罅繗绲厣喜可锪?，甚至全部燒掉?；鸷竽茉黾託埩粼谕寥郎嫌袡C(jī)物的分解作用，迅速增加養(yǎng)分的有效性(即可溶性的灰分)。 火后植物種類的改變和土壤條件的改善，會增加植物總初級生產(chǎn)量?；馃笞畛鯉啄晟锪糠e累很少，短命植物開始先生長，隨后被多年生草本和灌木代替。這一期間，生物量主要是在地下部積累，只有當(dāng)樹木又侵入時，才開始地上部生物量的大量積累。,緊接火災(zāi)之后，可能沒有食草動物，但隨著草本和灌木初級生產(chǎn)力的增加，食草動物產(chǎn)量也增加，通常還會高于火燒前的數(shù)量。,2942物質(zhì)循環(huán),火明顯改變森林的生物地球化學(xué)循環(huán)。以煙霧和飄塵形式使養(yǎng)分輸出。改變植被和土壤，使火燒跡地森林水文狀況發(fā)生變化，如減少入滲，大量降水以地表徑流形式輸出，徑流把灰分直接沖入溪水和河流，使養(yǎng)分發(fā)生再分配。,森林火燒產(chǎn)生的煙霧，主要成分是