第5章 林火与生态系统

1、一、火对森林演替的影响一、火对森林演替的影响 二、二、 火对碳平衡的影响火对碳平衡的影响三、三、 火干扰对生态平衡的影响火干扰对生态平衡的影响四、我国不同生态系统中火的影响与作用四、我国不同生态系统中火的影响与作用一、火对森林演替的影响一、火对森林演替的影响 森林演替的实质是群落中优势树种发生明显改变，森林演替的实质是群落中优势树种发生明显改变，引起整个森林组成的变化过程。引起整个森林组成的变化过程。生境是森林演替发生的重要外在条件生境是森林演替发生的重要外在条件.引起生境突然改变的自然干扰因子主要包括引起生境突然改变的自然干扰因子主要包括火灾、火灾、风灾、病虫害和动物危害等风灾、病虫害和动物

2、危害等。早期认为：火灾过后，森林发育不得不从头开始，早期认为：火灾过后，森林发育不得不从头开始，可以说火灾使森林的演替发生了倒退可以说火灾使森林的演替发生了倒退. .然而，另一方面，火灾促进了森林生态系统的演然而，另一方面，火灾促进了森林生态系统的演替，使一些本该淘汰的树种加速退化，促进新的替，使一些本该淘汰的树种加速退化，促进新的树种发育树种发育因此，因此，林火既能维持循环演替或导致逆行演替的林火既能维持循环演替或导致逆行演替的发生，也可使演替长期停留在某个阶段。发生，也可使演替长期停留在某个阶段。松树和栎树能在世界各地许多森林中占优势，主松树和栎树能在世界各地许多森林中占优势，主要是由林火

3、造成的。要是由林火造成的。因此，林火在干扰森林的演替中具有极其重要的因此，林火在干扰森林的演替中具有极其重要的作用。作用。1. 1. 原生演替与次生演替原生演替与次生演替原生演替原生演替(Primary succession)：是指开始于原生裸地上的植物群落演替。 原生裸地是指由于地层变动、冰川移动、流水沉积、风沙或洪水侵蚀以及人为活动等因素造成的从来没有植被覆盖的地面。次生演替次生演替(secondary succession)：指发生在次生裸地上的植物群落演替。次生裸地：指原生植被已经被消灭，但土壤中还多少保存着原来的群落或原来群落的植物繁殖体。次生演替速度比原生演替的速度快。火干扰较少情

4、况下会引起原生演替：如火山爆发后形成森林。火干扰主要引起次生演替。2. 2. 进展演替和逆行演替进展演替和逆行演替进展演替进展演替(Progressive succession)(Progressive succession)：从一个：从一个初始先峰群落开始，经过一系列演替阶段和连续初始先峰群落开始，经过一系列演替阶段和连续体，最终朝成熟的稳定群落的发展过程。体，最终朝成熟的稳定群落的发展过程。逆行演替逆行演替(retrogressive succession)(retrogressive succession)：朝着：朝着物种组成简单，生产力低下以及生物量小的早期物种组成简单，生产力低下以及

5、生物量小的早期阶段发展过程。阶段发展过程。产生逆行演替的原因：主要是外力的干扰和胁迫，产生逆行演替的原因：主要是外力的干扰和胁迫，如森林火灾、过渡放牧等。如森林火灾、过渡放牧等。进展演替进展演替or逆行演替？逆行演替？ 森林火灾后，群落的演替方向决定于火强度和森林群落森林火灾后，群落的演替方向决定于火强度和森林群落的抗火性能。的抗火性能。 例如：例如： 我国大兴安岭林区兴安落叶松为当地典型的地带性植被。我国大兴安岭林区兴安落叶松为当地典型的地带性植被。高强度森林火灾引起兴安落叶松林向白桦林高强度森林火灾引起兴安落叶松林向白桦林逆行演替逆行演替。低强度火烧可以维持良好的生态环境，促进森林生态系低

6、强度火烧可以维持良好的生态环境，促进森林生态系统的良性循环，使森林群落发生统的良性循环，使森林群落发生进展演替进展演替。 在大兴安岭林区春季火烧草地，以促进白桦林的更新，在大兴安岭林区春季火烧草地，以促进白桦林的更新，使草地变成白桦林，属使草地变成白桦林，属进展演替进展演替。 如果白桦林四周有兴安落叶松林，则可以在白桦林下进如果白桦林四周有兴安落叶松林，则可以在白桦林下进行低强度的火烧，烧除林地上的地被物，促进兴安落叶行低强度的火烧，烧除林地上的地被物，促进兴安落叶松林的更新，使兴安落叶松林取代白桦林，可引起白桦松林的更新，使兴安落叶松林取代白桦林，可引起白桦林向兴安落叶松林的林向兴安落叶松林

7、的进展演替进展演替。3. 火顶级群落火顶级群落火顶级群落：用火来维持的亚顶级群落。这种顶火顶级群落：用火来维持的亚顶级群落。这种顶级群落并不是当地真正的顶级群落，而是由于构级群落并不是当地真正的顶级群落，而是由于构成这种群落的主要树种对火有很强的适应能力。成这种群落的主要树种对火有很强的适应能力。一旦火的作用消除，仍会被当地的顶级群落（地一旦火的作用消除，仍会被当地的顶级群落（地带性植被）所代替。带性植被）所代替。火顶级群落的应用火顶级群落的应用 利用火烧顶级群落培养大径级用材林利用火烧顶级群落培养大径级用材林 例如：美国南部地带性顶级群落为常绿阔叶林，如栎、例如：美国南部地带性顶级群落为常绿

8、阔叶林，如栎、核桃等。核桃等。 为什么营造的松林最终却变成了栎树林？为什么营造的松林最终却变成了栎树林？ 天然演替过程：在荒地上营造松林时，栎树、核桃等耐天然演替过程：在荒地上营造松林时，栎树、核桃等耐荫树种能在松林林冠下生长发育，当松林达到成熟时，荫树种能在松林林冠下生长发育，当松林达到成熟时，由于林冠下部是耐荫阔叶树，直接影响松树的更新，因由于林冠下部是耐荫阔叶树，直接影响松树的更新，因此最终栎树和核桃树种就替代了松林。此最终栎树和核桃树种就替代了松林。 如何阻止天然演替？如何阻止天然演替？ 应用火顶级群落的原理，当森林郁闭后，就采用低强度应用火顶级群落的原理，当森林郁闭后，就采用低强度火

9、烧，火焰高度保持在火烧，火焰高度保持在1m以内，在用火安全期点烧，以内，在用火安全期点烧，并在点燃区四周开设并在点燃区四周开设0.52m的阻火带，每的阻火带，每23年火烧一年火烧一次。次。二、二、 火对碳平衡的影响火对碳平衡的影响森林作用：森林作用：涵养水源、防止水土流失、调节气侯等森林在生长过程中，通过光合作用吸收大量CO2，固定、储存于植被和土壤中。因此，森林是大气中CO2的“汇汇”，又称，又称碳库。林火：降低森林固碳能力，而且将储存的碳素还原为CO2重新返回大气，成为大气中CO2的“源源”。森林遭受破坏可以引起森林遭受破坏可以引起CO2、CH4等气体含量的等气体含量的增加。增加。我国因森

10、林火灾每年直接释放温室气体CO2、CH4的数量分别占我国总排放量的2.7%3.9%和3.3%4.7%。若考滤计划烧除、森林火灾的间接影响，其CO2、CH4等气体的排放量相当可观。三、三、 火干扰对生态平衡的影响火干扰对生态平衡的影响如果火烧后是进展演替，则有利于维护生态平衡。如果火烧后是进展演替，则有利于维护生态平衡。如果火烧破坏了生态系统的结构，主要树种被次如果火烧破坏了生态系统的结构，主要树种被次要树种所取代，实生林被萌生林所代替，则破坏要树种所取代，实生林被萌生林所代替，则破坏了生态系统的相对稳定。了生态系统的相对稳定。四、我国不同生态系统中火的影响与作用四、我国不同生态系统中火的影响与

11、作用 影响植被分布的自然条件影响植被分布的自然条件 (1)纬度：我国位于北半球，横跨纬度：我国位于北半球，横跨49个纬度，秦个纬度，秦岭岭-淮河为南北分界线。以北为温带、寒温带气淮河为南北分界线。以北为温带、寒温带气侯，以南为亚热带和热带气侯。侯，以南为亚热带和热带气侯。(2) 经度经度的变化成接影响降水的多寡。我国东部临海，西部处在内陆，并由喜马拉雅山阻挡了来自印度洋的水汽。我国东部为海洋性气侯，西部则为大陆性气侯。阿尔卑斯-喜马拉雅山系包括欧洲的阿尔卑斯山系、北非的阿特拉斯山脉、亚洲的兴都库什山脉、喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉。(3) 海拔高度 随着海拔升高，温度降低、湿度增大、风速加强随着

12、海拔升高，温度降低、湿度增大、风速加强 海拔升高100m，气温则平均下降0.6oC，相当于水平向北推进100km。 因此，赤道附近海拔在5000m以上的高山地带常年积雪，相当于北极圈。2. 我国的八大森林生态系统我国的八大森林生态系统寒温带针叶林区：温带针阔混交林区：暖温带落叶阔叶林区：东亚热带常绿阔叶林区：东亚热带常绿阔叶林区：西亚热带常绿阔叶林区：热带季雨林区：温带荒漠植被区青藏高原高寒植被区：安徽省：东亚热带常绿阔叶林区安徽省：东亚热带常绿阔叶林区林区人烟稿密，交通方便，火源多为农业为火，林区人烟稿密，交通方便，火源多为农业为火，森林火灾次数占我国总数的一半，过火面积约占森林火灾次数占我国总数的一半，过火面积约占全国的全国的1/41/4。火灾季节主要在冬春两季，夏季伏。火灾季节主要在冬春两季，夏季伏旱也有发生火灾的可能。旱也有发生火灾的可能。地带性植被：常绿阔叶林，难燃。地带性植被：常绿阔叶林，难燃。但由于森林遭到多次破坏，形成残败次生林或为但由于森林遭到多