森林火灾对生态环境的影响及火烧区植被恢复

文 赵凤君

森林火灾对生态环境的影响和作用是多方面的，火烧对土壤物理、化学性质和土壤内生物产生重要影响，但只要火烧迹地上的植被及时更新起来，通过一段或长或短时间的恢复，都有可能恢复到火前水平。

森林火灾是一种突发性强、破坏力大，会给森林、生态环境和人类带来重大危害和损失的自然灾害。森林火灾对生态环境的影响和作用是多方面的，有些作用是短暂的，有些作用则是长期的。如森林火灾会引起周边环境中空气质量和水质的下降，这些影响是短暂的，随着时间的推移，数天或数月内就会恢复，但其对火烧区植被和土壤的影响则是长期的，可能持续数年，数十年，数百年，甚至永久。

森林火灾对植被的影响

森林火灾对植被的影响与火强度、火烧持续时间、植被类型、火烧季节等因素有关。

火强度指火向前蔓延时单位长度上释放的功率（千瓦/米），低于1000千瓦/米，被认为是低强度火。火强度越大，火烧对植被的损坏越大。火烧持续时间与火蔓延速度有关，蔓延速度慢则火烧持续时间长，植被受害就会越严重。通常高强度森林火灾会严重损毁森林植被，但另一方面中低强度林火若火烧持续时间长，也会对森林植被产生毁灭性的破坏。

植被类型通常指森林、灌木、草地等。一般来讲，森林燃烧的火强度大于灌木和草地，且针叶林的火强度大于阔叶林；草地的火强度最小，蔓延速度也最快，植被受伤害程度也最小。但在极端干旱情况下，沼泽湿地的草地火在燃烧时会引燃根部位置的泥炭层，火在泥炭层中缓慢蔓延，根系会被全部烧毁，这种燃烧对草地的破坏是毁灭性的。

火烧季节是指火灾发生在植被的生长季还是休眠期，相比较来说，发生在休眠期的森林火灾对植被的影响较小，而生长季火灾则会导致更高的树木死亡率。东北和华北地区的森林火灾多发生在春季长叶前和秋季落叶后，处于植被的休眠期。

评价森林火灾对植被的综合影响，可通过火烧后第一个生长季节内植物的存活率来分析，并划分不同的等级。如原国家林业局在《全国森林资源连续清查技术规定的通知》中，将火后植被受害状况（或称火烧强度）分为轻度、中度、重度和极重度4个等级。轻度：死亡树木20%以下；中度：死亡树木20%～49%；重度：死亡树木率50%～90%；极重度：死亡树木90%以上。

四川凉山州木里县地处川西高原，森林覆盖率高达67.3%，是全国森林蓄积量最大的县，山高、坡高、谷深，地势险峻，海拔3000米以上；森林植被属寒温性针叶林，主要树种有丽江云杉、长苞冷杉、川滇冷杉、高山松、华山松、高山栎类等。3月30日发生在木里县立尔村的森林火灾突发林火爆燃，火强度极高，地表枯落物和腐殖质层全部消失，林木几乎全部被烧焦，其森林受害程度(火烧强度)极可能属于极重度。

森林火灾对土壤的影响

土壤是森林赖以生息的根本。森林火灾对土壤的影响源于其向土壤输送的热量。火烧后土壤最直接的变化就是土壤温度的升高，升温幅度与火强度、火烧持续时间、土壤含水率等密切相关。在土壤中尚有水分存在的情况下，土壤温度不会超过95℃，当土壤中的水分完全蒸发掉后，温度会快速升高到200℃～300℃。一般情况下，火灾发生时地下5厘米处的温度极少超过150℃，20～30厘米处的温度基本不会升高。高温持续时间越长对土壤的伤害越严重，快速掠过的地表火只传递少量的热量到地表下土壤，但慢速蔓延的林火却会传递大量的热量给土壤，导致土壤温度的升高。

森林火灾对土壤的影响包括对土壤物理性质、化学性质和土壤内生物的影响。火烧区与未烧区相比，土壤坚实度增加，孔隙度减少，担负渗水功能的大孔隙变得越来越少，导致土壤持水量减少，进而导致地表径流加剧，特别是高强度火烧明显增加水土流失量。表征土壤化学性质的因子很多，如pH值、有机质含量、全碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾等，火烧可引起以上所有因子发生或大或小、或正或负的变化，从而导致土壤化学性质的改变。

森林火灾对土壤内的小动物、微生物和酶等也都产生重要影响。土壤小动物在生态系统中起着分解有机质、改变土壤理化性质、促进物质循环等重要作用。火烧一方面直接烧死土壤小动物，另一方面地表的地被物和枯枝落叶层被烧掉后，其赖以生存的环境受到破坏，间接导致小动物数量减少。土壤是微生物聚集最多的地方，其种类和数量是土壤性质和土壤肥力的良好指示因子。火烧对土壤微生物的影响多集中在土壤表层（0～2.5厘米），土壤温度在50℃～121℃时微生物将会死亡。土壤酶直接参与土壤营养元素的有效化过程，如枯落物的分解、腐殖质及各种有机化合物的分解和合成等。火烧对土壤酶破坏严重。

虽然火烧对土壤物理、化学性质和土壤内生物产生重要影响，但只要火烧迹地上的植被及时更新起来，通过一段或长或短时间的恢复，都有可能恢复到火前水平。

火烧区植被恢复的影响因子

火烧区植被恢复，特别是火烧后早期植被的恢复是火烧区生态环境恢复的前提和基础，只有当火烧区被植被覆盖后，生态环境恶化的势头才能被有效遏止。火烧区植被恢复受到火烧强度、火面积、物种更新特性、立地条件等诸多因子的制约。

轻度火烧区的土壤基本未受干扰，林内环境变化不大，所以经过较短时间的恢复后，植被基本都能恢复到火前的状态。虽然中度火烧区最后也基本能恢复到火前林分状态，但恢复时间明显长于轻度火烧区。重度和极重度火烧区林木毁损严重，其火后植被恢复不但需时更长，且恢复进程具有很大的不确定性，有些区域可能永久性无植被恢复，成为不毛之地。

火面积大小也是影响火烧区植被恢复的重要因子。在不同大小的火烧区内，由于光照、土壤水分蒸发等的差异，以及距离未过火林分的远近，导致恢复植被的盖度、密度、丰富度、各物种的数量及分布格局存在很大差异。小面积的火烧区即使火烧程度较严重，由于周围未火烧林分可为其提供种源，火后植被恢复相对较容易；而对于大面积的重度火烧区，火后植被恢复会因为缺乏种源而变得非常困难，如条件允许可以采取飞机播种的方式为火烧区提供种源。

火烧区植被恢复还受到物种自身更新特性的影响，具萌蘖能力的物种（如白桦、山杨等）可以通过萌芽的方式进行更新，也可以通过实生苗的方式进行更新；而大多数针叶树种只能以实生苗的方式更新，因此，种子本身的形态特征（如质量、种翅和绒毛等），对幼苗更新有着重要的影响。如草本植物的种子小，散布能力强，随风可传播很远，因此火烧迹地总是首先被草本植物所覆盖。再如白桦种子千粒重0.14克，种子长0.36厘米，带翅长0.57厘米；兴安落叶松种子千粒重3.65克，种子长0.34厘米，带翅宽1.02厘米；偃松种子千粒重113克，无种翅；所以白桦种子的散布能力最大，其次是兴安落叶松，最差是偃松。火烧区调查结果很好地验证了这一结果，即火烧区内白桦实生幼苗的数量最多，其次为落叶松，最少的为偃松。

火烧强度、火烧区面积、更新物种特性等都是影响火烧区植被恢复的因子，但这些因子的作用受到火烧区所处立地条件的制约。立地因子会影响火烧区植被生长所需的水分、养分、光照、温度等。其中最主要的立地因子有海拔、地形、土壤层厚度等。

海拔和地形对火烧区植被更新的影响，既来源于海拔和地形本身，也来源于不同海拔和地形条件下土壤状况的差异。海拔越高，植被恢复越差；坡度越大，火后发生侵蚀的可能性越大，植被恢复也越差。1987年“5·6”大火火烧迹地调查发现，在林下植物与枯落物层被烧光的陡坡地段，第2年已密布侵蚀细沟，且坡度越陡，侵蚀程度越大；第3年局部地段出现了侵蚀深沟，露出了原积母质和母岩；而在平缓地段，由于土层较厚，水分条件较好，火烧后植被恢复很快，第2年秋季重度火烧迹地的地上植被盖度就达到0.7～1.0。另外，坡向和坡位对植被恢复也有一定的影响，通常是阴坡植被恢复好于阳坡，坡下植被恢复好于坡上。

土壤层厚度是火烧迹地植被能否快速、优质恢复的最重要的立地因子，海拔和地形的影响作用在很大程度上通过对土壤层厚度的影响而显现。土壤层深厚的火烧迹地上，植被恢复快，即使在重度火烧迹地，火后1年其植被覆盖度也会快速恢复起来；在土壤层瘠薄的火烧迹地，即使中等强度的火烧迹地，其植被恢复也很困难。

火烧区植被恢复的措施

火烧区植被恢复是森林火灾后社会关注的焦点，当前林业管理部门在火烧区植被恢复方面采取的措施可分为三类：天然恢复、人工干扰、半人工干扰。天然恢复是指对火烧区不施加任何的干扰措施，一切交给时间和自然；人工干扰是指在对火烧区全面清理的基础上，进行人工播种或植苗；半人工干扰则是指对火烧区的植被恢复采取人工促进的措施。

火烧区植被恢复应采取何种措施，应综合考虑火烧区的火烧强度、火烧区面积、火烧区原有植被的自然更新特性、立地条件等。随着时间的推移，中低强度的火烧区会自然恢复到火烧前状态，通常不需采取过多的人工干扰措施。对于重度和极重度火烧区，若土壤条件较好，可考虑人工干扰或半人工干扰的植被恢复措施，加快森林恢复，尽早取得经济效益，在火烧区恢复的哪个阶段采取干扰措施及采取何种干扰措施都是科学研究的重要内容；若火烧区立地条件很差，山高坡陡、土壤瘠薄等，如2019年3月30日四川木里县重度火烧区，除必要的飞机播种提供种源外，不适宜采取更多的人工干扰措施。