森林火災(zāi)對生態(tài)環(huán)境的影響及火燒區(qū)植被恢復(fù)

文 趙鳳君

森林火災(zāi)對生態(tài)環(huán)境的影響和作用是多方面的，火燒對土壤物理、化學(xué)性質(zhì)和土壤內(nèi)生物產(chǎn)生重要影響，但只要火燒跡地上的植被及時更新起來，通過一段或長或短時間的恢復(fù)，都有可能恢復(fù)到火前水平。

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大，會給森林、生態(tài)環(huán)境和人類帶來重大危害和損失的自然災(zāi)害。森林火災(zāi)對生態(tài)環(huán)境的影響和作用是多方面的，有些作用是短暫的，有些作用則是長期的。如森林火災(zāi)會引起周邊環(huán)境中空氣質(zhì)量和水質(zhì)的下降，這些影響是短暫的，隨著時間的推移，數(shù)天或數(shù)月內(nèi)就會恢復(fù)，但其對火燒區(qū)植被和土壤的影響則是長期的，可能持續(xù)數(shù)年，數(shù)十年，數(shù)百年，甚至永久。

森林火災(zāi)對植被的影響

森林火災(zāi)對植被的影響與火強(qiáng)度、火燒持續(xù)時間、植被類型、火燒季節(jié)等因素有關(guān)。

火強(qiáng)度指火向前蔓延時單位長度上釋放的功率（千瓦/米），低于1000千瓦/米，被認(rèn)為是低強(qiáng)度火?；饛?qiáng)度越大，火燒對植被的損壞越大?；馃掷m(xù)時間與火蔓延速度有關(guān)，蔓延速度慢則火燒持續(xù)時間長，植被受害就會越嚴(yán)重。通常高強(qiáng)度森林火災(zāi)會嚴(yán)重?fù)p毀森林植被，但另一方面中低強(qiáng)度林火若火燒持續(xù)時間長，也會對森林植被產(chǎn)生毀滅性的破壞。

植被類型通常指森林、灌木、草地等。一般來講，森林燃燒的火強(qiáng)度大于灌木和草地，且針葉林的火強(qiáng)度大于闊葉林；草地的火強(qiáng)度最小，蔓延速度也最快，植被受傷害程度也最小。但在極端干旱情況下，沼澤濕地的草地火在燃燒時會引燃根部位置的泥炭層，火在泥炭層中緩慢蔓延，根系會被全部燒毀，這種燃燒對草地的破壞是毀滅性的。

火燒季節(jié)是指火災(zāi)發(fā)生在植被的生長季還是休眠期，相比較來說，發(fā)生在休眠期的森林火災(zāi)對植被的影響較小，而生長季火災(zāi)則會導(dǎo)致更高的樹木死亡率。東北和華北地區(qū)的森林火災(zāi)多發(fā)生在春季長葉前和秋季落葉后，處于植被的休眠期。

評價森林火災(zāi)對植被的綜合影響，可通過火燒后第一個生長季節(jié)內(nèi)植物的存活率來分析，并劃分不同的等級。如原國家林業(yè)局在《全國森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)定的通知》中，將火后植被受害狀況（或稱火燒強(qiáng)度）分為輕度、中度、重度和極重度4個等級。輕度：死亡樹木20%以下；中度：死亡樹木20%～49%；重度：死亡樹木率50%～90%；極重度：死亡樹木90%以上。

四川涼山州木里縣地處川西高原，森林覆蓋率高達(dá)67.3%，是全國森林蓄積量最大的縣，山高、坡高、谷深，地勢險峻，海拔3000米以上；森林植被屬寒溫性針葉林，主要樹種有麗江云杉、長苞冷杉、川滇冷杉、高山松、華山松、高山櫟類等。3月30日發(fā)生在木里縣立爾村的森林火災(zāi)突發(fā)林火爆燃，火強(qiáng)度極高，地表枯落物和腐殖質(zhì)層全部消失，林木幾乎全部被燒焦，其森林受害程度(火燒強(qiáng)度)極可能屬于極重度。

森林火災(zāi)對土壤的影響

土壤是森林賴以生息的根本。森林火災(zāi)對土壤的影響源于其向土壤輸送的熱量。火燒后土壤最直接的變化就是土壤溫度的升高，升溫幅度與火強(qiáng)度、火燒持續(xù)時間、土壤含水率等密切相關(guān)。在土壤中尚有水分存在的情況下，土壤溫度不會超過95℃，當(dāng)土壤中的水分完全蒸發(fā)掉后，溫度會快速升高到200℃～300℃。一般情況下，火災(zāi)發(fā)生時地下5厘米處的溫度極少超過150℃，20～30厘米處的溫度基本不會升高。高溫持續(xù)時間越長對土壤的傷害越嚴(yán)重，快速掠過的地表火只傳遞少量的熱量到地表下土壤，但慢速蔓延的林火卻會傳遞大量的熱量給土壤，導(dǎo)致土壤溫度的升高。

森林火災(zāi)對土壤的影響包括對土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和土壤內(nèi)生物的影響。火燒區(qū)與未燒區(qū)相比，土壤堅實度增加，孔隙度減少，擔(dān)負(fù)滲水功能的大孔隙變得越來越少，導(dǎo)致土壤持水量減少，進(jìn)而導(dǎo)致地表徑流加劇，特別是高強(qiáng)度火燒明顯增加水土流失量。表征土壤化學(xué)性質(zhì)的因子很多，如pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀等，火燒可引起以上所有因子發(fā)生或大或小、或正或負(fù)的變化，從而導(dǎo)致土壤化學(xué)性質(zhì)的改變。

森林火災(zāi)對土壤內(nèi)的小動物、微生物和酶等也都產(chǎn)生重要影響。土壤小動物在生態(tài)系統(tǒng)中起著分解有機(jī)質(zhì)、改變土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)等重要作用?；馃环矫嬷苯訜劳寥佬游?，另一方面地表的地被物和枯枝落葉層被燒掉后，其賴以生存的環(huán)境受到破壞，間接導(dǎo)致小動物數(shù)量減少。土壤是微生物聚集最多的地方，其種類和數(shù)量是土壤性質(zhì)和土壤肥力的良好指示因子?；馃龑ν寥牢⑸锏挠绊懚嗉性谕寥辣韺樱?～2.5厘米），土壤溫度在50℃～121℃時微生物將會死亡。土壤酶直接參與土壤營養(yǎng)元素的有效化過程，如枯落物的分解、腐殖質(zhì)及各種有機(jī)化合物的分解和合成等?；馃龑ν寥烂钙茐膰?yán)重。

雖然火燒對土壤物理、化學(xué)性質(zhì)和土壤內(nèi)生物產(chǎn)生重要影響，但只要火燒跡地上的植被及時更新起來，通過一段或長或短時間的恢復(fù)，都有可能恢復(fù)到火前水平。

火燒區(qū)植被恢復(fù)的影響因子

火燒區(qū)植被恢復(fù)，特別是火燒后早期植被的恢復(fù)是火燒區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的前提和基礎(chǔ)，只有當(dāng)火燒區(qū)被植被覆蓋后，生態(tài)環(huán)境惡化的勢頭才能被有效遏止。火燒區(qū)植被恢復(fù)受到火燒強(qiáng)度、火面積、物種更新特性、立地條件等諸多因子的制約。

輕度火燒區(qū)的土壤基本未受干擾，林內(nèi)環(huán)境變化不大，所以經(jīng)過較短時間的恢復(fù)后，植被基本都能恢復(fù)到火前的狀態(tài)。雖然中度火燒區(qū)最后也基本能恢復(fù)到火前林分狀態(tài)，但恢復(fù)時間明顯長于輕度火燒區(qū)。重度和極重度火燒區(qū)林木毀損嚴(yán)重，其火后植被恢復(fù)不但需時更長，且恢復(fù)進(jìn)程具有很大的不確定性，有些區(qū)域可能永久性無植被恢復(fù)，成為不毛之地。

火面積大小也是影響火燒區(qū)植被恢復(fù)的重要因子。在不同大小的火燒區(qū)內(nèi)，由于光照、土壤水分蒸發(fā)等的差異，以及距離未過火林分的遠(yuǎn)近，導(dǎo)致恢復(fù)植被的蓋度、密度、豐富度、各物種的數(shù)量及分布格局存在很大差異。小面積的火燒區(qū)即使火燒程度較嚴(yán)重，由于周圍未火燒林分可為其提供種源，火后植被恢復(fù)相對較容易；而對于大面積的重度火燒區(qū)，火后植被恢復(fù)會因為缺乏種源而變得非常困難，如條件允許可以采取飛機(jī)播種的方式為火燒區(qū)提供種源。

火燒區(qū)植被恢復(fù)還受到物種自身更新特性的影響，具萌蘗能力的物種（如白樺、山楊等）可以通過萌芽的方式進(jìn)行更新，也可以通過實生苗的方式進(jìn)行更新；而大多數(shù)針葉樹種只能以實生苗的方式更新，因此，種子本身的形態(tài)特征（如質(zhì)量、種翅和絨毛等），對幼苗更新有著重要的影響。如草本植物的種子小，散布能力強(qiáng)，隨風(fēng)可傳播很遠(yuǎn)，因此火燒跡地總是首先被草本植物所覆蓋。再如白樺種子千粒重0.14克，種子長0.36厘米，帶翅長0.57厘米；興安落葉松種子千粒重3.65克，種子長0.34厘米，帶翅寬1.02厘米；偃松種子千粒重113克，無種翅；所以白樺種子的散布能力最大，其次是興安落葉松，最差是偃松。火燒區(qū)調(diào)查結(jié)果很好地驗證了這一結(jié)果，即火燒區(qū)內(nèi)白樺實生幼苗的數(shù)量最多，其次為落葉松，最少的為偃松。

火燒強(qiáng)度、火燒區(qū)面積、更新物種特性等都是影響火燒區(qū)植被恢復(fù)的因子，但這些因子的作用受到火燒區(qū)所處立地條件的制約。立地因子會影響火燒區(qū)植被生長所需的水分、養(yǎng)分、光照、溫度等。其中最主要的立地因子有海拔、地形、土壤層厚度等。

海拔和地形對火燒區(qū)植被更新的影響，既來源于海拔和地形本身，也來源于不同海拔和地形條件下土壤狀況的差異。海拔越高，植被恢復(fù)越差；坡度越大，火后發(fā)生侵蝕的可能性越大，植被恢復(fù)也越差。1987年“5·6”大火火燒跡地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在林下植物與枯落物層被燒光的陡坡地段，第2年已密布侵蝕細(xì)溝，且坡度越陡，侵蝕程度越大；第3年局部地段出現(xiàn)了侵蝕深溝，露出了原積母質(zhì)和母巖；而在平緩地段，由于土層較厚，水分條件較好，火燒后植被恢復(fù)很快，第2年秋季重度火燒跡地的地上植被蓋度就達(dá)到0.7～1.0。另外，坡向和坡位對植被恢復(fù)也有一定的影響，通常是陰坡植被恢復(fù)好于陽坡，坡下植被恢復(fù)好于坡上。

土壤層厚度是火燒跡地植被能否快速、優(yōu)質(zhì)恢復(fù)的最重要的立地因子，海拔和地形的影響作用在很大程度上通過對土壤層厚度的影響而顯現(xiàn)。土壤層深厚的火燒跡地上，植被恢復(fù)快，即使在重度火燒跡地，火后1年其植被覆蓋度也會快速恢復(fù)起來；在土壤層瘠薄的火燒跡地，即使中等強(qiáng)度的火燒跡地，其植被恢復(fù)也很困難。

火燒區(qū)植被恢復(fù)的措施

火燒區(qū)植被恢復(fù)是森林火災(zāi)后社會關(guān)注的焦點(diǎn)，當(dāng)前林業(yè)管理部門在火燒區(qū)植被恢復(fù)方面采取的措施可分為三類：天然恢復(fù)、人工干擾、半人工干擾。天然恢復(fù)是指對火燒區(qū)不施加任何的干擾措施，一切交給時間和自然；人工干擾是指在對火燒區(qū)全面清理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行人工播種或植苗；半人工干擾則是指對火燒區(qū)的植被恢復(fù)采取人工促進(jìn)的措施。

火燒區(qū)植被恢復(fù)應(yīng)采取何種措施，應(yīng)綜合考慮火燒區(qū)的火燒強(qiáng)度、火燒區(qū)面積、火燒區(qū)原有植被的自然更新特性、立地條件等。隨著時間的推移，中低強(qiáng)度的火燒區(qū)會自然恢復(fù)到火燒前狀態(tài)，通常不需采取過多的人工干擾措施。對于重度和極重度火燒區(qū)，若土壤條件較好，可考慮人工干擾或半人工干擾的植被恢復(fù)措施，加快森林恢復(fù)，盡早取得經(jīng)濟(jì)效益，在火燒區(qū)恢復(fù)的哪個階段采取干擾措施及采取何種干擾措施都是科學(xué)研究的重要內(nèi)容；若火燒區(qū)立地條件很差，山高坡陡、土壤瘠薄等，如2019年3月30日四川木里縣重度火燒區(qū)，除必要的飛機(jī)播種提供種源外，不適宜采取更多的人工干擾措施。