生态系统|燃烧后土壤养分更多 森林生态系统或可因“火”得福

地表可燃物的分解速率受地表温度、湿度以及微生物作用的影响 , 也取决于可燃物自身的化学组成 , 木质素含量越多越难分解 。 所以低强度的火烧可以促进枯落物分解 , 适当增加土壤养分 , 如增加土壤钙离子和镁离子等阳性因子 。
——刘晓东 北京林业大学生态与自然保护学院教授
对林草和应急管理部门来说 , 每年春旱时节 , 森林防火成为重中之重 。
“由于我国东北和西南有大面积的原始林 , 一旦用火失控 , 就可能导致大面积森林过火 , 破坏野生动物栖息地 , 甚至威胁到人民生命财产和生态安全 。 山火所产生的大量烟雾 , 也可能对人体健康造成严重的负面影响 。 ”北京林业大学生态与自然保护学院教授刘晓东告诉采访人员 。
而在自然界 , 森林野火是导致生态系统更迭的重要因素之一 。 日前 , 美国科罗拉多州立大学教授托马斯·博尔奇团队在《环境科学与技术》期刊在线发表一篇论文 , 对野火发生后土壤有机质中氮元素富集过程进行研究 , 与国内外其他研究相印证 , 重新引发了人们对森林野火弊与利以及生态修复问题的关注 。
是否有益取决于强度和频率等
森林野火是一种自然现象 。 “在陆地植物出现后不久 , 野火就出现在地理记录中 , 它是导致生态系统更迭的重要因素之一 。 ”云南大学生态与环境学院教授苏文华说 。
相关数据显示 , 全世界年均发生森林火灾20多万次 , 烧毁森林面积占全世界森林总面积的1%以上 。 森林大火往往改变林木结构和森林环境 , 使森林生物量下降 , 生产力减弱 , 还影响了土壤的保水性、渗透性 , 引起沼泽化 。
同时 , 森林野火也改变了野生动物的栖息环境 , 从而局部影响野生动物的物种多样性及数量分布 。 如部分鸟类失去了栖息繁殖的树木和可食用的果实 , 生存艰难;中小型哺乳动物失去乔木、灌木的庇护 , 暴露于荒野 , 无处躲藏 。 燃烧还会导致真菌菌丝死亡 , 可能降低森林有机质的降解速度 。
但陆地生态系统也会经历碳储存与循环的过程 。
“数亿年来 , 野火影响着全球生态系统的格局和过程 , 影响着全球生物群落分布 , 并维持易受火灾影响植物群落的结构和功能 。 火还可以作为一种进化过滤器 , 过滤易受火系统影响的某些植物特征 。 ”苏文华说 , 鉴于野火在生物领域中的特殊作用 , 长期以来甚至有研究者认为 , 野火是一种类似于草食动物的标志性“消费者” 。
“对森林生态系统而言 , 野火既有有害的一面 , 也有有益的一面 , 这取决于火的强度、发生的频率和面积大小 。 ”刘晓东也认为 , 为避免更大的山火发生 , 国外一些国家会采取计划火烧的方式来减少地表可燃物积累 。
同时 , 一些研究表明 , 低强度的森林野火尽管在一定时期内对地表植被造成破坏 , 但对土壤理化性质有一定的改善 , 并形成空间异质性 。 因此 , 经过一段时间的恢复 , 火烧迹地植被种类、数量会呈现上升趋势 , 甚至会超过未过火林地 , 正所谓“野火烧不尽 , 春风吹又生” 。
重建森林样貌需二三十年
植物光合作用不仅释放氧气 , 还造成枝叶等有机物堆积 。 在有雷电和不当用火等情况下 , 火灾极易发生 。
“为在易火生境中生存 , 大量陆生植物只有进化形成特殊的性状 , 才能提高竞争能力 。 在火依赖生态系统中 , 森林野火并没有显著减少物种数量 。 ”苏文华介绍 , 云南松等众多树种就具有火依赖的生活史对策 , 它们需要一定时长的周期性过火才能维持其种群 。 “经过热激处理 , 云南松和白杨等种子反而会有较高的萌发率 。 ”他说 。