1、29 火因子,291 火的发生条件与林火类型 292 火对土壤的影响 293 火对植物的影响和植物的适应 294 火对生态系统的影响,291 火的发生条件与林火类型,2911 林火的发生条件 林火发生条件有可燃物、助燃物和火源，通常称为林火燃烧三要素。可燃物，由生物量积累而成，包括地上叶、枝、干和地下根系、森林死地被物层、土壤中泥炭以及森林经营中采伐剩余物。助燃物指氧气。,火灾的有益作用,加速物质循环 促进树种更替 诱导种子萌芽,火灾的有害作用,破坏生镜 改变土壤理化结构,燃烧与森林燃烧的必要条件,任何燃烧都必须具备3个要素，即可燃物、助燃物(氧气)和一定温度。如果缺了任何一个要素或破坏了三者
2、之间的联系，燃烧就会终止。,一定温度,氧气,可燃物,火源-包括自然火源和人为火源两种。 自然火源指雷击火、泥炭自燃、火山活动等； 人为火源包括生产用火(烧荒、打防火线、机具喷火、焚烧采伐剩余物)和非生产用火(吸烟、烧火、生活用火)。,2912 林火类型, 3种类型 根据林火的火烧部位、强度、速度和林木受害程度的差异将林火分为：地表火、地下火和树冠火3种类型。 林火以地表火最多，南方林区约占70以上，东北林区约占94；树冠火次之，南方林区约占30，东北林区约占5； 最少的为地下火，东北林区约占1，南方林区则几乎没有。,所有的林火一般都是由地表火开始，烧至树冠则引起树冠火；烧至地下则引起地下火。树
3、冠火也能下降到地面形成地表火。地下火也可以从地表的缝隙中窜出烧向地表。 通常针叶林发生树冠火，阔叶林一般发生地表火，在长期干旱年份易发生树冠火或地下火。,林火种类,1地表火(1)急进地表火 (2)稳进地表火 2地下火（1）腐殖质火 （2）泥炭火 3树冠火（1）急进树冠火 （2）稳进树冠火（3）间歇性树冠火 （4）冲冠火 （5）树干火,1地表火,地表火沿林地表面蔓延，以烧毁死地被物和林下植物为主，也能烧伤林木干基，露出根系。蔓延速度每小时几十米至1km以上。 据我国东北统计，地表火占火灾总数的94。南方林区约占70以上，地表火可影响林木生长，造成幼林死亡和林木枯死并引发病虫害。 发生地表火后，植
4、物能否由地下各种繁殖体再萌发，取决于火灾时热量向土壤中传导和辐射的深度，以及繁殖体在土壤中的分布。,2地下火,地下火指土壤腐殖质层或泥炭层燃烧的火灾，地表只有烟雾基本见不到火焰。 地下火蔓延速度慢、温度高、持续时间长、破坏力大，可烧死树木、休眠种子和其他繁殖体，使植被再生的时间推迟。 地下火多发生在高纬度地区，特别干旱的针叶林下和森林沼泽。,在地表以下蔓延和扩展的火称为地下火。多发生在长期干旱条件下，有腐殖质层或泥炭层的森林中。 这种火只能看到烟，在地表看不见火焰，蔓延速度十分缓慢，温度较高，持续时间长，很难扑救。 地下火虽然火强度不大，但能导致森林植物大面积死亡，对森林危害很大。,3地下火,
5、3树冠火,树冠火通常是由地表火遇到强风或特殊地形，向上烧至树冠并沿林冠蔓延和扩展的林火。 树冠火破坏性大，不易扑救。根据其蔓延情况又可分为2种。,强风中发生的地表火，若遇针叶幼树、采伐剩余物、下木、枯立木，即可烧及树冠而引发树冠火。树冠火温度可达900，烟雾能升至几千米，蔓延速度达525kmh。 严重的树冠火，可烧毁土壤矿物质以上所有有机物质。强风中，树冠火可能仅烧毁林木的叶子、小枝，并快速通过林冠，使树干保存下来。 这种树冠火很少影响森林枯落物。树冠火发生后，有些树种由于树冠的燃烧而死亡，如樟子松、马尾松、云杉等；而另一些树种却能萌发出叶子和枝条，如落叶松、白桦等。,人祸胜于天灾 令五万同胞
6、流离失所 93人葬身火海 五万余军民围剿25个昼夜 大火烧过100万公顷土地 焚毁了85万立方米木材,森林火灾等级,林火还可按烧及面积分为火警、火灾、大火灾、特大火灾等。 关于大面积森林火灾，由于难以控制、损失严重、具有灾害性，各国都很重视，但规定的标准不一。, 火灾和用火,林火还可按是否有控制，分为火灾和用火。 用火是在人为控制下，在指定地点进行安全用火并达到预期的经营目的和效果，它是森林经营的一种措施或手段，如烧除采伐剩余物、烧除林下植物，以促进更新等。, 火灾发生季节,森林火灾主要发生在干旱季节，各气候区旱季出现的时期不同，赤道带的雨林，气候终年高温、高湿、降水量大、全年无干旱期，植物体
7、含水量高，森林死地被物分解快积累少，一般不发生火灾。 亚热带气候有明显干、湿季之分，旱季是火灾发生期。中、高纬度的温带和寒温带，季风气候特征明显。夏季多雨湿润，冬季积雪，不易发生森林火灾。春、秋两季干旱、多风、相对湿度低是火灾易发生季节，其中又以春季火灾危险性更大。,292火对土壤的影响,森林植被类型和枯落物是影响土壤性质的重要因素。火灾中由于这二者被不同程度地烧除，故火灾也是土壤性质发生变化的重要原因，这些变化有时有害，有时可能有益。火对土壤的影响，可从土壤的物理、化学和生物等性质的变化加以说明。,2921物理的变化,(1)土壤含水率 火灾减少了森林叶面积，从而降低了林冠蒸腾和截留的水分散失
8、。对于黏质地土壤，土壤会变湿，甚至出现沼泽化。,(2)土壤温度 火灾对土壤温度有着短期和长期的影响。燃烧期间释放的能量，对土壤温度产生短期效应，表层土温可高达1 000。 火烧期间所释放的能量，短期内可大幅度增加局部地区或小环境的气温。,长期影响一般包括增加土壤的温度。火灾后，黑色的土壤表面能增加对太阳光的吸收，土表有机物质的减少，能促进热的传导进入矿质土层。森林采伐后地表失去遮荫使土温升高，而剩余物火烧后，又再次更多地增高了土温。这种影响甚至会深入到地下20cm的矿质土层。 土温的增加，对枯落物分解有利，可提高土壤肥力，促进繁殖体的萌发和增加草食动物的食物及营养价值。,2922化学的变化,(
9、1)pH值 有机物质燃烧时，形成阴离子如Cl-和阳离子如ca2+、K+和Mg2+，在燃烧时阴离子的损失量要比阳离子大。火烧残留的灰分含有大量可溶性碱土金属氧化物，能很快合成碳酸盐。这些碳酸盐具有碱性反应能中和土壤的酸性。结果，火烧后土壤的pH值增加，其增加的程度和持续时间决定于火灾强度、有机物的烧失量及土壤的缓冲力。,(2)土壤有机质 火对土壤的最重要影响之一是烧掉了有机物。通常地表火仅烧掉森林死地被物的表层，这是因为燃烧需要氧和深层死地被物太湿太紧。 土壤表层有机物损失程度，取决于火灾发生期间、强度和可燃物的湿度。春季，地被物仍很湿时，发生的火灾可能仅燃烧掉新的凋落物而对F和H层影响不大。
10、强度高的秋季火灾能烧掉干燥立地岩石上50cm厚的有机物质。,(3)养分的含量和可利用性 火使土壤发生各种化学变化，如燃烧有机物，以CO2的形式输出碳，温度300以上，N会挥发，大于500时，K也会大量挥发，许多其他养分元素，以飘尘的形式随烟雾从火区移出。高强度的火灾常伴有大风和对流柱，则会使大量的飘尘和养分从火烧区移出。低和中等强度的森林火灾，燃烧物质所含元素的大部分仍留在火烧区，其后可随径流而移出火烧区，也可被淋洗到矿质土壤中或被植物利用。,火可使含在有机物中植物不可利用的养分变为可利用形式，所以，虽然火以气化挥发、飘尘和径流淋洗等方式使养分含量下降，但火可促进养分的可利用性。 火后较高的养
11、分可利用性，首先对森林活地被物有利。,2923生物的变化,燃烧期间土温的增加，对土壤动物有很大影响。火灾发生期间，L和H层中，小型和中型土壤动物的活动受抑制并引起死亡。H层下部和L、F、H层未燃烧的局部地块存活下来的动物，几年内会有增多而得以恢复。一些研究指出，火对土壤动物的影响与火的频度有关，每年进行规定火烧的松树林地，螨等土壤动物的多度明显减少，而5年进行一次规定火烧的林地，不会产生土壤动物长期的数量变化。,强烈火灾中，把地表积累的有机物全部烧除的地方，虽然小型土壤动物会向下迁移到较冷湿的矿质土层，但它们可能在火灾后的数年内明显减少或消失。火灾使微生物种群减少，但在第一次降雨后明显增加，这
12、是因为火灾后pH值增加，减少了微生物间的竞争和提供了养分的可利用性。,293火对植物的影响和植物的适应,大多数生态系统，尤其是温带、具有旱季的热带森林和草原地区，火是重要的生态因子。北美的许多生态学家认为：植物对火，就像其他限制因子一样，进化为不同的适应性，进而可划分成依赖火的、耐火的或适应火的植物种、森林和生态系统。Odum按上述观点，从植物能量分配的角度，把依赖火或耐火种分为两个火生态基本类型：,再萌芽型：该类植物把大部分能量分配到地下贮藏器官，而很少用到生殖结构(花不明显、花蜜少、种子少)，地上部被火烧死后能快速更新。,火后大量结实型：与前者相反，这类植物产生大量种子，火后即快速发芽。
13、火能影响植物生长发育的各个阶段(营养、开花、结实和休眠等)，所以植物也有相适应的对策。,(1)营养阶段对火的适应,主要表现在以下3个方面： 抗火树皮 减少易燃性 保护芽,(2)繁殖阶段对火的适应,主要表现在以下两个方面：提早开花结实 种子散布,(3)火对发芽的影响,干旱地区一些灌木，如金合欢、熊果和盐肤木种子，种皮很硬可长期在土壤中休眠，受热后才发芽，火可使种子直接受热，火烧掉庇荫植物后，可使种子暴露在充足阳光下而间接受热。许多植物种子，在矿质土壤上发芽更好，而在死地被层中的发芽不如前者，这是因为矿质土壤的水分和温度条件较好，也可能是植物代谢产物积累在土壤表层，抑制种子发芽。火能烧除这些植物和
14、积累在土壤表层的抑制物质，而使以前被抑制的种在火后得以侵入。,盐肤木果实,根据火后各树种枯死数量的比例及其他指标比较树种的耐火性。欧亚大陆泰加林带的优势树种是落叶松、云杉、松、桦。它们耐火性大小的顺序是：落叶松、松、桦、云杉。我国东北、西南林区主要树种抗火性大小序如下：,西南林区针叶树：云南松、高山松、思茅松、落叶松、马尾松、杉木、云杉、冷杉。阔叶树：木荷、桤木、漆树、栓皮栎、木棉、杨、滇榆、高山栎、柳、桉。,云南松,荷木,294火对生态系统的影响,火对植物、土壤和动物的影响，会引起生态系统过程的变化，对生态系统的能量流动和物质循环产生影响。,2941能量流动,火烧期间，系统增加了能流输出。火
15、能大量毁灭地上部生物量，甚至全部烧掉。火后能增加残留在土壤上有机物的分解作用，迅速增加养分的有效性(即可溶性的灰分)。 火后植物种类的改变和土壤条件的改善，会增加植物总初级生产量。火烧后最初几年生物量积累很少，短命植物开始先生长，随后被多年生草本和灌木代替。这一期间，生物量主要是在地下部积累，只有当树木又侵入时，才开始地上部生物量的大量积累。,紧接火灾之后，可能没有食草动物，但随着草本和灌木初级生产力的增加，食草动物产量也增加，通常还会高于火烧前的数量。,2942物质循环,火明显改变森林的生物地球化学循环。以烟雾和飘尘形式使养分输出。改变植被和土壤，使火烧迹地森林水文状况发生变化，如减少入渗，大量降水以地表径流形式输出，径流把灰分直接冲入溪水和河流，使养分发生再分配。,森林火烧产生的烟雾，主要成分是CO2和H20，约占90 95，另外还有CO、氮氧化物(NO2)等，占510。1t可燃物燃烧可产生CO2 36.8m3(约136t)，这会增加大气中CO2的含量。,火灾期间，有机物燃烧过程中，以烟雾和飘尘形式损失的养分很难测定。有些研究已报道，火烧期间以挥发形式大量损失氮素，而草本植物的燃烧会失去大量磷。这些元素或化合物不会持续地从燃烧的生态系统输出，其中有些随降雨或于沉降形式落在火场或附近。,火灾后，生态系统化学元素的贫乏，会形成荒地，尤其是土层薄、肥力低的立地。,
