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举个栗子:不是所有的森林火灾都需要扑灭?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-16) 281次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:不是所有的森林火灾都需要扑灭?

导语:生态系统分为三大类:火依赖型生态系统、火敏感型生态系统和火独立型生态系统。在进化过程中,火依赖型生态系统已经离不开火的干扰。这类生态系统的物种不仅发生了适应性的进化,如易燃,而且系统的结构与组成均有利于林火的扩散。对这类生态系统而言,火烧绝对是一个不可缺乏的生态过程。

每年世界各地都会发生许多起森林火灾,导致平均 480 万平方公里的森林付之一炬。森林火灾不仅烧死、烧伤林木,直接减少森林面积,而且会改变森林结构和环境,从而影响生态系统,因此,在绝大多数人看来,森林火灾是彻头彻尾的灾难,百害而无一利。

但你是否知道,在西双版纳,刀耕火种是当地传统的生产方式,在那里,弃耕地具有良好的植被演替恢复能力,当地有句谚语“火不烧山山不发”,意思就是不放火烧山,植被就无法得到有效的更新,动物的食物来源就无法保证,整个山也就无法欣欣向荣。

为什么长期的刀耕火种还能实现人和森林的和谐发展呢?这是因为,当地发生的林火为火强度小的地表火,没有树冠火,只会烧掉地面表层的枯枝落叶、草本植物,不会伤及大多数动植物,且当地水系众多,火势不会疯狂蔓延。而这种经常、轻微的火烧,把落叶变成了有机肥,清除了遮挡阳光的多余灌木,从而让树苗茁壮成长,森林的健康也就得以维持。

自西双版纳自然保护区建立以来,对于林火的管理,经历了 1958-1990 年的防火和之后的控制性火烧两个阶段,长期的严格防火虽然预防了森林火灾,但也带来了一系列负面影响——长期禁火既阻碍了植被的更新,又使枯枝落叶过度积累,造成了不受控制的火灾的隐患。而控制性火烧就是通过人为点火,让森林健康发展,降低大型火灾的风险。

其实,森林火灾虽然对经济、生态都造成了巨大的影响,但在世界范围内,火在环境的形成与生物多样性的维持方面一直扮演重要角色,火对动植物的栖息地分布、组成结构、碳能量与土壤的营养流动和水土保持有深远的影响,甚至在许多地方,火是维持生态系统所不可或缺的要素。难以置信?就让我们来了解一下火在生态系统中起到的作用吧。

一半陆生生态系统离不开火

在生态学中,有一个专门研究火的分支——“火生态学”(Fire Ecology)。这个学科有自己的专业期刊《火生态学》(Journal of Fire Ecology),其出版机构火生态学会(the Association for Fire Ecology)位于美国加利福尼亚州。

从事林火研究的科学家将生态系统分为三大类:火依赖型生态系统、火敏感型生态系统和火独立型生态系统。

在进化过程中,火依赖型生态系统已经离不开火的干扰。这类生态系统的物种不仅发生了适应性的进化,如易燃,而且系统的结构与组成均有利于林火的扩散。对这类生态系统而言,火烧绝对是一个不可缺乏的生态过程。

对于火敏感型生态系统,火则是大灾难。即使火势很小,这类生态系统的物种死亡率也很高。在不受人为干扰时,这类生态系统极少发生火灾。连续的火烧会使这类生态系统发生质的改变,如由热带雨林变为稀树草原。

而火独立型生态系统由于过湿或者过干且缺乏可燃物,火对其的作用可以说微乎其微。这类生态系统的主要代表有沙漠、冻原、苔原以及季节变化不明显的热带雨林等。

2007 年,国际生物多样性保护组织大自然保护协会对世界范围内所有陆生生态系统的火倾向进行了初步评估。结果表明:火依赖型生态系统占全部生态系统的 50%以上,火敏感型约占 22%,而火独立型约占 15%(其他生态系统由于数据缺乏而未进行分析)。在世界优先生态区域中,46%为火依赖型生态系统。

火才能重生的不只是凤凰

在火依赖型生态系统中,许多物种进化出了独有的特性。

生长于加拿大及美国北部的北美短叶松(Pinus banksiana)的种子被包裹在松果里,由厚厚的树脂封闭着,只有在 50℃以上才会释放出来,山火过后,无数种子离开松果,被烧毁的老树提供了丰富的营养,种子们便欣欣向荣地茁壮成长起来。

类似的还有北美洲西部的扭叶松(Pinus contorta)等。许多针叶树的球果可以一直保留在树上数年甚至数十年都不裂开,直到等来为它们传宗接代的山火。除了针叶树的球果,还有一些植物的种子则在土壤里沉睡,山火扮演着诱导它们苏醒的角色,科学家对这些种子进行人工的热处理,也能促使它们萌发。

山龙眼科的许多植物树皮较厚易于在山火中存活,或者地下部分有芽,可以在火灾后再生长重建植被层。厚的树皮可以对芽提供很好的保护,树状苏铁等植物具有密集的叶丛保护着芽,火灾过后,茎上或基部树疤处的芽抽出新的枝条来。栎属的许多植物都需要火来帮助完成天然更新过程。

在前面提到的西双版纳,有一种小果野芭蕉(musa acuminata),在茂密的森林中难以生存,但在刀耕火种地区能很好地生长,而野芭蕉是大象主要采食的种类,诸如此类,如果长期不发生山火,森林植物的多样性将下降,野生动物食物严重不足。研究人员发现,大型动物的活动范围主要集中在定期点火的保护区和村落附近。

大多数草原的气候条件和植被都有利于火的蔓延,火的强度和频率是影响草原稳定性的重要因素。火可以促使营养物质的循环,并能限制树木的侵入。草原的优势植物是地面芽植物,它们进化出了抗火性强的种柄,以增强对种子的保护。而它们体内硅的含量增加,可以防止腐烂,从而为下一次燃烧提供燃料。

由于植被层被火焚毁,苗床得以接受更多的光照,同时可溶性灰分营养元素的沉积,也为植物的生长和繁殖创造了有利条件。总而言之,火不仅影响着土壤的温度、湿度、营养、微生物等方面,还在许多植物的传宗接代、新旧更替过程中起着不可或缺的重要作用。

灭,还是不灭?这是个问题

通常,人们将特定生态系统内火灾重复发生所需的各种条件统称为这个生态系统的火系统。火依赖型生态系统有自己独特的火系统,正常的火系统是维持这些生态系统可持续生存和演化的重要因素。人类为了开垦更多土地而对森林进行过度火烧,或是为了安全而过度抑制火烧,都会使原有的合理火系统发生改变。

火烧频次减少会使生态系统内的可燃物堆积过多,导致远远超过正常强度的火灾发生,这样的火灾往往是严重甚至是毁灭性的。火烧频次减少还会改变动物生存所需的栖息地,例如在中国,某些动物保护地由于缺乏合理的火烧管理,原来适合食草类动物生存的栖息地逐渐演化为乔木灌丛林,最终使这些动物因栖息地丧失而迁居。

在火依赖型生态系统中,长期阻止自然火的发生,反而容易酿成灾难性的后果。例如:森林中,许多本来能被多次地表小火清理掉的灌木和小树,如果越长越密、越长越高,就会变成能烧掉整座森林的燃料。当这种不健康的森林着火时,火势会顺着长大的小树爬上大树的树冠,那些原本可以在地表火中安然无恙的大树也难逃一劫。

而火烧过于频繁,又会使生态系统的主要建群种数量急剧下降,甚至导致外来物种大量入侵,例如西伯利亚的针叶林生态系统就由于频繁的火灾而受到严重影响。有火依赖型生态系统,就有其他各种不常起火、不熟悉火、害怕火、乃至轻易就能被火摧毁的生态系统。

对火敏感型的生态系统,应严格禁止火灾发生,尤其是热带亚热带阔叶林生态系统。而对于火依赖型的生态系统,应根据其系统特有的火系统状况进行有效管理。对超出正常火系统变化范围的过多的火烧(灾),应及时扑灭,尽量将火灾影响降至最低。同时,在火烧不足的情况下(如未发生自然火灾或者禁火过度),应开展适当的计划烧除活动,避免可燃物过度积累或者群落组成改变,因为这样会使火灾易于爆发,而一旦爆发又难以控制。

1988 年美国黄石公园发生百年不遇的大火,有科学家指出“黄石公园在火中燃烧,也在火中生存”,因为自然界的平衡需要通过包括自然火在内的许多生态学过程共同作用来达到。火是生态系统的一部分,理解火,才能理解生态。因地制宜地管理火,火灾才不会肆虐,森林才会更健康。


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