森林火災對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響

符 曉

（西北農林科技大學林學院 陜西，楊凌 712100）

1 森林火災簡介

首先，從概念上來看，森林火災是指失去人為控制，在林地內自由蔓延和擴展，對森林、森林生態(tài)系統(tǒng)和人類帶來一定危害和損失的林火行為，是一種突發(fā)性強、破壞性大、處置救助較為困難的自然災害。根據受害森林面積及傷亡人數可以劃分為一般森林火災、較大森林火災、重大森林火災和特別重大森林火災四個等級。

森林火災的發(fā)生需要可燃物、火源和火險天氣三個必備條件?？扇嘉锛磫棠?、灌木、枯枝落葉、泥炭、朽木等；火源可分為自然火源和人為火源。在森林可燃物和火源具備的情況下，林火能否發(fā)生取決于火險天氣，即利于發(fā)生森林火災的氣候條件。此外，森林的燃燒需要大量氧氣，隨著氧氣的大量消耗，加上可燃物的減少，在沒有人為干擾的情況下，燃燒也會逐漸停止。

2 重大災情回顧

自地球出現森林以來，森林火災就伴隨發(fā)生，全世界每年平均發(fā)生森林火災20多萬次，燒毀森林面積約占全世界森林總面積的1%以上；中國每年平均發(fā)生森林火災1萬多次，燒毀森林幾十萬至上百萬公頃，約占全國森林面積的5%~8%。森林火災嚴重破壞森林結構和森林環(huán)境，導致森林生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，森林生物量下降，生產力減弱，益獸益鳥減少，甚至造成人畜傷亡。

1987年5月6日至6月2日，黑龍江省大興安嶺地區(qū)發(fā)生特大森林火災，史稱大興安嶺“五·六”火災，是新中國成立以來最嚴重的一次森林火災。此次火災過火面積達到124.3萬公頃，使104萬公頃的森林資源遭受了嚴重破壞，經濟損失直達5億多元。

2019年，澳大利亞自7月以來進入旱季后，火災頻發(fā)，最嚴重的為11月的一場林火，由于高溫干旱，這場大火肆虐了數月。經評估，截至2020年7月28日，該叢林大火已致30億動物死亡。除被火燒死外，其中一部分死于生存環(huán)境被破壞后的饑餓、缺水、捕食等。大火使動物們喪失了至少30%的棲息地，其中包括考拉、小袋鼠和部分鳥類。

2019年3月30日至4月10日，四川省涼山州木里縣由于雷擊引發(fā)森林火災?；馂倪^火面積1000余公頃，毀壞面積80余公頃。在撲救過程中，遭遇風向突變，林火爆燃，導致現場30名撲火人員全部犧牲。

以上幾個例子是我們比較熟悉的、較典型的森林火災案例，由這些觸目驚心數字便可看出，森林火災造成的危害之巨大，不僅直接對森林中的動物、植物、微生物以及人類的生命造成威脅，還對整個森林生態(tài)系統(tǒng)造成了致命的破壞。

3 森林火災對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響

3.1 森林火災對森林生態(tài)系統(tǒng)的危害

首先，火災對野生動物造成的影響主要表現為直接影響和間接影響，直接影響的主要表現為燒傷和燒死，間接影響是對植被、土壤理化性質等諸方面的影響，改變了野生動物的棲息環(huán)境，間接作用于野生動物，從而影響野生動物的物種多樣性及數量分布。相比于直接影響，間接影響更加深遠[5]。如鳥類失去了棲息繁殖的樹木，也失去了可食用的果實，由于饑餓和缺水，生存艱難；小型哺乳動物失去喬木、灌木的庇護，暴露在荒野，無處躲藏，被食肉哺乳動物如狐貍、野貓捕食。

森林火災的發(fā)生破壞了森林結構和森林環(huán)境，破壞了森林生態(tài)系統(tǒng)的平衡，使森林生物量下降，生產力減弱。例如，1987年大興安嶺特大森林火災之后，分布在坡度較陡的地段的森林遭嚴重火燒之后基本變成了荒草坡，生態(tài)環(huán)境被嚴重破壞，加上土壤表面炭化增溫，導致陽性雜草叢生，更加不利于森林更新與更替，因此再要恢復森林幾乎是不可能的。

森林火災還破壞了土壤的保水性、滲透性，引起沼澤化。森林具有涵養(yǎng)水源、保持水土的作用，林木的枝葉及地表的枯枝落葉層可以大大減緩雨水對地表的沖擊力，而且能大量吸收水分，加上森林龐大的根系對土壤具有固定作用，使得林地很少發(fā)生水土流失現象。而森林火災直接燒毀林木、燒毀枯枝落葉，對地下根系也會產生破壞，這使森林原有的保持水土的能力大大減弱甚至消失。過多的水分不被阻擋直接進入土壤，水分長期飽和，在濕生作物作用或厭氧條件下進行的有機質的生物積累和礦質元素還原導致沼澤化的發(fā)生。土壤的理化性質的改變，會對微生物呼吸特性造成影響，土壤酸堿度的變化對植物后續(xù)生長也具有顯著影響[1]。

燃燒還會導致大量的微生物死亡，災后微生物的恢復緩慢，多年后仍無法恢復到之前的水平，這表明林火對土壤微生物量的遺留效應具有長期性。微生物的減少，會降低森林有機質的降解速度，影響土壤養(yǎng)分的供給，進而影響其他植被的恢復與生長，影響森林的更替[2]。

3.2 森林火災對森林生態(tài)系統(tǒng)的益處

適當的林火幫助清除地面雜物如枯枝落葉及已死亡的樹木，利于新生幼小植物生根；還能淘汰高齡不死樹種，為新生樹種的生長提供機會，促進樹種更替。在土地平坦、水熱條件好的地區(qū)，若森林長期沒有更新，郁閉度太高，林下土地將得不到陽光，草本植物便無法生長，依賴草本動物為食的食草動物亦將無法生存，而天然林火正是降低森林郁閉度的重要自然力量。

由劉經論等[3]的實驗數據可以看出，火災對植物物種數量造成破壞，但經過生態(tài)恢復后，樹種數量逐年上升，逐漸恢復；火災后草本植物的恢復狀況要優(yōu)于木本植物；而且其中一年火燒跡地恢復后草本植物的物種數超過了自然樣地。由此可以推測，適當的小范圍火災有利于生物多樣性的提升，這一程度的火災對于該地物種豐富度的增加起了作用。

由森林火災導致的土壤升溫，有利于加速有機物分解，釋放更多營養(yǎng)物質和礦物質，對提高土壤肥力起很大作用，進而促進森林生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。對于過于郁閉的森林，適度的火災幫助減少森林面積，也就減少了林冠蒸騰和截留的水分，使更多的水分可以下滲到土壤，有助于增加土壤含水率，起涵養(yǎng)水源的作用。森林火災在毀壞樹木時，高溫也殺死了大部分病菌和害蟲，燒毀患病的樹木，有效減少了病菌和蟲害的傳播。

另外，過火區(qū)域也可能遷入新的動物，可能會增加生物多樣性。

4 災后森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復過程

4.1 災后恢復過程

火災后，一些存活下來的蒼蠅或甲蟲會被煙味吸引，因火災而變脆弱的樹木為它們提供食物或產卵地，很快這些昆蟲會便會吸引來它們的捕食者如鳥類。在災后的第一年，草、苔蘚以及其他小植物逐漸出現。但在大火后，由于森林的徹底再生情況存在極大差異，取決于氣候和相關物種。比如，在較干燥氣候中的森林，如北方的森林和地中海森林，某些樹適應了偶發(fā)的火災，例如多種松樹，大火融化了裹著種子的樹脂，方便樹種傳播；又如栓皮櫟，厚厚的樹皮在大火中起保護作用。兩年后，新生的灌木叢逐漸長出，許多先前逃離的動物將重新在此定居，例如狍子、野兔、山鶉、野豬等。3到5年后，火災痕跡將不再特別明顯，各類植物將重新覆蓋土地，多種小灌木掘地而起。10年后，松樹可以長到3m高，苔蘚逐漸長成，多種動物逐漸回歸。20到30年后，森林的樣貌將會重現。最初在此的多種鳥類，會在40年后回來。70到100年后，大多數樹木將達到10～20m高，森林逐漸恢復。

4.2 災后恢復難度

林火燃燒時，弱小而單薄的樹，會首先因其脆弱的特性而死亡，大而茂盛的樹雖然可以忍受得更久，但最終也會倒下，因為火災破壞了木質部和韌皮部的維管組織，木質部損壞會使樹木更加難以吸收水分，而韌皮部的損壞則會阻礙樹液的流動，使其失去糖分。因此火災后森林中的植物受到的傷害是毀滅性的，很難恢復如初，如果想靠森林自行恢復的話，至少需要上百年的時間。

拿大興安嶺來說，大興安嶺火災后的恢復年限是影響其喬木、灌木、草本植物的多樣性、物種豐富度的重要因子。按50年的恢復年限可以發(fā)現，灌木多樣性經過30年左右可以基本恢復，而喬木則50年也無法恢復到之前的水平，草本和灌木相較于喬木恢復較快[4]。熱帶雨林尤其是亞馬遜，其火災適應能力并不強，即使歷經20年的恢復，我們也只能再看到原先森林中1/3的重要植被。若想徹底恢復物種多樣性，包括珍稀物種，則需要數百年之多。另外，這些森林庇護著大量鮮為人知的物種，因此我們很難得知森林是否100%恢復，以及某些物種是否已經徹底消失。

即使在適應能力較強的區(qū)域，過于頻發(fā)的大火也能讓一片森林消失，變成灌木叢林或是一片荒地。比如澳大利亞林火，即使植被可以在自然演替下逐漸恢復，但由于火災死去的三十億只動物卻是很難恢復的，甚至面臨滅絕的危險。僥幸存活的動物們需要遷移找到合適的棲息地，沿途還需要尋找足夠的水源和食物來維持生命，這又是一大難題。

5 小結

森林是地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是全球生物圈中重要的一環(huán)，是地球上的基因庫、碳貯庫、蓄水庫和能源庫，對維系整個地球的生態(tài)平衡起著至關重要的作用。而頻發(fā)的森林火災對森林生態(tài)系統(tǒng)造成很大威脅。即使適當的火災對森林的演替可能起積極作用，但是火情的發(fā)展往往是無法預料的，只要條件合適便會發(fā)展成為無法挽回的大火，需要幾十年甚至上百年才能恢復，這不論對于森林生態(tài)系統(tǒng)以及生物多樣性，還是對于我們人類，造成的損失都是巨大的。因此，我們要做好防范措施，完善森林火災監(jiān)測系統(tǒng)，盡早發(fā)現森林火災并及時撲救，盡可能將森林火災的發(fā)生頻率降到最低，將林火造成的損失降到最低。