第5章林火與生態系統一、火對森林演替的影響二、火對碳平衡的影響三、火干擾對生態平衡的影響四、我國不同生態系統中火的影響與作用一、火對森林演替的影響森林演替的實質是群落中優勢樹種發生明顯改變，引起整個森林組成的變化過程。生境是森林演替發生的重要外在條件.引起生境突然改變的自然干擾因子主要包括火災、風災、病蟲害和動物危害等。早期認為：火災過后，森林發育不得不從頭開始，可以說火災使森林的演替發生了倒退.然而，另一方面，火災促進了森林生態系統的演替，使一些本該淘汰的樹種加速退化，促進新的樹種發育因此，林火既能維持循環演替或導致逆行演替的發生，也可使演替長期停留在某個階段。松樹和櫟樹能在世界各地許多森林中占優勢，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、冰川移動、流水沉積、風沙或洪水侵蝕以及人為活動等因素造成的從來沒有植被覆蓋的地面。次生演替(secondarysuccession)：指發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。火干擾較少情況下會引起原生演替：如火山爆發后形成森林。火干擾主要引起次生演替。2.進展演替和逆行演替進展演替(Progressivesuccession)：從一個初始先峰群落開始，經過一系列演替階段和連續體，最終朝成熟的穩定群落的發展過程。逆行演替(retrogressivesuccession)：朝著物種組成簡單，生產力低下以及生物量小的早期階段發展過程。產生逆行演替的原因：主要是外力的干擾和脅迫，如森林火災、過渡放牧等。進展演替or逆行演替？森林火災后，群落的演替方向決定于火強度和森林群落的抗火性能。例如：我國大興安嶺林區興安落葉松為當地典型的地帶性植被。高強度森林火災引起興安落葉松林向白樺林逆行演替。低強度火燒可以維持良好的生態環境，促進森林生態系統的良性循環，使森林群落發生進展演替。在大興安嶺林區春季火燒草地，以促進白樺林的更新，使草地變成白樺林，屬進展演替。如果白樺林四周有興安落葉松林，則可以在白樺林下進行低強度的火燒，燒除林地上的地被物，促進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展演替。3.火頂級群落火頂級群落：用火來維持的亞頂級群落。這種頂級群落并不是當地真正的頂級群落，而是由于構成這種群落的主要樹種對火有很強的適應能力。一旦火的作用消除，仍會被當地的頂級群落（地帶性植被）所代替。火頂級群落的應用利用火燒頂級群落培養大徑級用材林例如：美國南部地帶性頂級群落為常綠闊葉林，如櫟、核桃等。為什么營造的松林最終卻變成了櫟樹林？天然演替過程：在荒地上營造松林時，櫟樹、核桃等耐蔭樹種能在松林林冠下生長發育，當松林達到成熟時，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。如何阻止天然演替？應用火頂級群落的原理，當森林郁閉后，就采用低強度火燒，火焰高度保持在1m以內，在用火安全期點燒，并在點燃區四周開設0.5~2m的阻火帶，每2~3年火燒一次。二、火對碳平衡的影響森林作用：涵養水源、防止水土流失、調節氣侯等森林在生長過程中，通過光合作用吸收大量CO2，固定、儲存于植被和土壤中。因此，森林是大氣中CO2的“匯”，又稱碳庫。林火：降低森林固碳能力，而且將儲存的碳素還原為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。我國因森林火災每年直接釋放溫室氣體CO2、CH4的數量分別占我國總排放量的2.7%~3.9%和3.3%~4.7%。若考濾計劃燒除、森林火災的間接影響，其CO2、CH4等氣體的排放量相當可觀。三、火干擾對生態平衡的影響如果火燒后是進展演替，則有利于維護生態平衡。如果火燒破壞了生態系統的結構，主要樹種被次要樹種所取代，實生林被萌生林所代替，則破壞了生態系統的相對穩定。四、我國不同生態系統中火的影響與作用影響植被分布的自然條件(1)緯度：我國位于北半球，橫跨49個緯度，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)經度經度的變化成接影響降水的多寡。我國東部臨海，西部處在內陸，并由喜馬拉雅山阻擋了來自印度洋的水汽。我國東部為海洋性氣侯，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、風速加強海拔升高100m，氣溫則平均下降0.6oC，相當于水平向北推進100km。因此，赤道附近海拔在5000m以上的高山地帶常年積雪，相當于北極圈。2.我國的八大森林生態系統寒溫帶針葉林區：溫帶針闊混交林區：暖溫帶落葉闊葉林區：東亞熱帶常綠闊葉林區：西亞熱帶常綠闊葉林區：熱帶季雨林區：溫帶荒漠植被區青藏高原高寒植被區：安徽省：東亞熱帶常綠闊葉林區林區人煙稿密，交通方便，火源多為農業為火，森林火災次數占我國總數的一半，過火面積約占全國的1/4。火災季節主要在冬春兩季，夏季伏旱也有發生火災的可能。地帶性植被：常綠