第5章 林火與生態(tài)系統(tǒng)

1、一、火對(duì)森林演替的影響一、火對(duì)森林演替的影響 二、二、 火對(duì)碳平衡的影響火對(duì)碳平衡的影響三、三、 火干擾對(duì)生態(tài)平衡的影響火干擾對(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)樹種發(fā)生明顯改變，森林演替的實(shí)質(zhì)是群落中優(yōu)勢(shì)樹種發(fā)生明顯改變，引起整個(gè)森林組成的變化過程。引起整個(gè)森林組成的變化過程。生境是森林演替發(fā)生的重要外在條件生境是森林演替發(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引起生境突然改變的自然干擾因子主要包括火災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、病蟲害和動(dòng)物危害等風(fēng)災(zāi)、病蟲害和動(dòng)物

2、危害等。早期認(rèn)為：火災(zāi)過后，森林發(fā)育不得不從頭開始，早期認(rèn)為：火災(zāi)過后，森林發(fā)育不得不從頭開始，可以說火災(zāi)使森林的演替發(fā)生了倒退可以說火災(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種加速退化，促進(jìn)新的替，使一些本該淘汰的樹種加速退化，促進(jìn)新的樹種發(fā)育樹種發(fā)育因此，因此，林火既能維持循環(huán)演替或?qū)е履嫘醒萏娴牧只鸺饶芫S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。發(fā)生，也可使演替長(zhǎng)期停留在某個(gè)階段。松樹和櫟樹能在世界各地許多森林中占優(yōu)勢(shì)，主松樹和櫟樹能在世界各地許多森林中占優(yōu)勢(shì)，主要是由林火

3、造成的。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因此，林火在干擾森林的演替中具有極其重要的作用。作用。1. 1. 原生演替與次生演替原生演替與次生演替原生演替原生演替(Primary succession)：是指開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)等因素造成的從來沒有植被覆蓋的地面。次生演替次生演替(secondary succession)：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的群落或原來群落的植物繁殖體。次生演替速度比原生演替的速度快?；鸶蓴_較少情

4、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. 2. 進(jìn)展演替和逆行演替進(jìn)展演替和逆行演替進(jìn)展演替進(jìn)展演替(Progressive succession)(Progressive succession)：從一個(gè)：從一個(gè)初始先峰群落開始，經(jīng)過一系列演替階段和連續(xù)初始先峰群落開始，經(jīng)過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)展過程。體，最終朝成熟的穩(wěn)定群落的發(fā)展過程。逆行演替逆行演替(retrogressive succession)(retrogressive succession)：朝著：朝著物種組成簡(jiǎn)單，生產(chǎn)力低下以及生物量小的早期物種組成簡(jiǎn)單，生產(chǎn)力低下以及

5、生物量小的早期階段發(fā)展過程。階段發(fā)展過程。產(chǎn)生逆行演替的原因：主要是外力的干擾和脅迫，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)、過渡放牧等。如森林火災(zāi)、過渡放牧等。進(jìn)展演替進(jìn)展演替or逆行演替？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。的抗火性能。 例如：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灾脖弧Ｎ覈?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高強(qiáng)度森林火災(zāi)引起興安落葉松林向白樺林逆行演替逆行演替。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)系低

6、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)生統(tǒng)的良性循環(huán)，使森林群落發(fā)生進(jìn)展演替進(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，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，屬使草地變成白樺林，屬進(jìn)展演替進(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)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林向興安落葉松林

7、的進(jìn)展演替進(jìn)展演替。3. 火頂級(jí)群落火頂級(jí)群落火頂級(jí)群落：用火來維持的亞頂級(jí)群落。這種頂火頂級(jí)群落：用火來維持的亞頂級(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)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種對(duì)火有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。成這種群落的主要樹種對(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。帶性植被）所代替。火頂級(jí)群落的應(yīng)用火頂級(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、例如：美國(guó)南部地帶性頂級(jí)群落為常綠

8、闊葉林，如櫟、核桃等。核桃等。 為什么營(yíng)造的松林最終卻變成了櫟樹林？為什么營(yíng)造的松林最終卻變成了櫟樹林？ 天然演替過程：在荒地上營(yíng)造松林時(shí)，櫟樹、核桃等耐天然演替過程：在荒地上營(yíng)造松林時(shí)，櫟樹、核桃等耐蔭樹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)，蔭樹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，直接影響松樹的更新，因由于林冠下部是耐蔭闊葉樹，直接影響松樹的更新，因此最終櫟樹和核桃樹種就替代了松林。此最終櫟樹和核桃樹種就替代了松林。 如何阻止天然演替？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

9、燒，火焰高度保持在火燒，火焰高度保持在1m以內(nèi)，在用火安全期點(diǎn)燒，以內(nèi)，在用火安全期點(diǎn)燒，并在點(diǎn)燃區(qū)四周開設(shè)并在點(diǎn)燃區(qū)四周開設(shè)0.52m的阻火帶，每的阻火帶，每23年火燒一年火燒一次。次。二、二、 火對(duì)碳平衡的影響火對(duì)碳平衡的影響森林作用：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)過程中，通過光合作用吸收大量CO2，固定、儲(chǔ)存于植被和土壤中。因此，森林是大氣中CO2的“匯匯”，又稱，又稱碳庫。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“源源”。森林遭受破壞可以引起森林遭受破壞可以引起CO2、CH4等氣體含量的等氣體含量的增加。增加。我國(guó)因森

10、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、三、 火干擾對(duì)生態(tài)平衡的影響火干擾對(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)，主要樹種被次如果火燒破壞了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要樹種被次要樹種所取代，實(shí)生林被萌生林所代替，則破壞要樹種所取代，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。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)中火的影響與作用四、我國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)中火的影響與

11、作用 影響植被分布的自然條件影響植被分布的自然條件 (1)緯度：我國(guó)位于北半球，橫跨緯度：我國(guó)位于北半球，橫跨49個(gè)緯度，秦個(gè)緯度，秦嶺嶺-淮河為南北分界線。以北為溫帶、寒溫帶氣淮河為南北分界線。以北為溫帶、寒溫帶氣侯，以南為亞熱帶和熱帶氣侯。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)隨著

12、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)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)：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)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，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，過火面積約占森林火災(zāi)次數(shù)占我國(guó)總數(shù)的一半，過火面積約占全國(guó)的全國(guó)的1/41/4?；馂?zāi)季節(jié)主要在冬春兩季，夏季伏。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。旱也有發(fā)生火災(zāi)的可能。地帶性植被：常綠闊葉林，難燃。地帶性植被：常綠闊葉林，難燃。但由于森林遭到多次破壞，形成殘敗次生林或?yàn)榈捎谏衷獾蕉?/p>