林火生態(tài)學的前世今生

摘要：林火生態(tài)學是生態(tài)學的一個分支。森林生態(tài)系統的維持與更新需要一定強度的火參與其中。本文開篇對人類與森林以及森林火災的淵源做了介紹，闡述了火生態(tài)的概念、歷史背景、近代學科的起源和研究內容，分別介紹了火生態(tài)學在當今世界范圍內實際生產生活中的應用及其學術前沿情況。在林火生態(tài)學的應用與實踐方面，對計劃燒除的實際應用與重要作用著重論述，對林火生態(tài)學這一學科的前景進行了展望。

關鍵詞：林火與人類淵源;林火生態(tài);火歷史;計劃燒除;前景展望

一、研究背景

1962年，美國科普作家蕾切爾·卡遜的名著《寂靜的春天》問世后，在各界引起了巨大轟動。科學家們認為這是生態(tài)學返老還童的起點，人類進入了新的生態(tài)學時期。所謂生態(tài)學，就是研究生物（包括人類）之間以及生物與非生物環(huán)境之間相互關系的科學。《林火生態(tài)學》是研究林火與森林生態(tài)系統中各個組成部分之間關系的科學。

森林是人類最早的“故鄉(xiāng)”，在茫茫的林海中，參天大樹和灌木草叢生長在具有各種微生物群落的土壤層上，形成垂直分布的植物群落，林內棲息著珍禽異獸，大氣和水分則彌漫于上述各種成分之間，這就構成了相互作用、相互依存的森林生態(tài)系統。

火曾經是人類文明史上一個里程碑。在我們的祖先還在樹上生活的時候，就觀察到雷擊閃電引起的森林火災，燒毀大片森林，燒死野獸，甚至連自己也常常蒙受襲擊而遭到不幸。

人類學家在非洲中部得到的資料表明，六十萬年前，人類開始用火烤熟食物，用火驅趕獵物以及用火堆作為聚集的信號等等。后來人類又經歷了一個“刀耕火種”的時期，這樣就使大片的森林變成了牧場或農田，使整個森林生態(tài)系統遭到了破壞。

遠古時代，火就是森林生態(tài)系統中一個十分活躍的因素，然而人類對火在森林生態(tài)系統中作用的認知卻經歷了一個漫長而痛苦的時期。1866年，德國天才生物學家、博物學家、哲學家、藝術家恩斯特·海克爾首次提出了“生態(tài)學”的概念，到今天生態(tài)學已經走過了100多年的風雨歷程。人類對火的使用和認知已經有了悠久的歷史，然而作為生態(tài)學的一個分支，火生態(tài)這一“新思想”的實際形成時間卻不是很久。甚至直到21世紀初，生態(tài)學家和林學家才系統地研究了火與森林生態(tài)系統之間的相互關系，把火作為一個生態(tài)因子來考慮。形成了一門新的交叉學科：林火生態(tài)學。

二、林火生態(tài)學的概念和研究成果

（一）概念

林火生態(tài)學（Forest Fire Ecology）是研究火在森林生態(tài)系統中的行為（特性）及所產生的后果，以及火對森林生態(tài)系統、環(huán)境系統及其相互作用影響的學科。從理論上研究生物與非生物環(huán)境間通過能量流動和物質循環(huán)的相互作用;從實際中研究“火利”和“火害”兩個方面對森林生態(tài)系統的影響，著重進行了變“火害”為“火利”的研究。

（二）研究內容和成果

20世紀50年代到70年代，國外的生態(tài)學家和林學家根據長期觀察資料和科學試驗的數據，闡明了火對森林的土地和火對土壤微生物群落的影響;火對草原和灌木林的影響;火對寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶森林的影響;火對森林中哺乳動物和鳥類的影響;火對地表水分和大氣的影響等等。20世紀70年代中期，科學家們把這些研究成果匯編成《火與生態(tài)系統》的專著。

20世紀80年代中期以來，各個學科之間的交叉與滲透已成為了科學研究的重要趨勢。許多進行防火研究的專家學者們通過對生態(tài)學理論的吸收、發(fā)展和完善，加之對火在生態(tài)系統中對生物、人類和社會的影響進行深入研究，總結并發(fā)表了許多高質量的學術論文，推動了火生態(tài)學理論的完善和研究方法的豐富。

作為一門交叉學科，火生態(tài)學的主要研究方向是火（包括天然火和人為火）與自然生態(tài)系統（主要包括森林、灌叢與草原）之間相互關系的綜合學科。從學科的角度來看，火生態(tài)學既是一門交叉學科，又是生態(tài)學的一個分支，其研究內容涉及生態(tài)學的各個領域和層次。在生物學方面，火生態(tài)學的研究內容側重于火對生物（動植物、微生物）個體、種群、群落及生態(tài)系統的影響;在環(huán)境方面，主要研究火對土壤、光、溫度、水、氣等自然環(huán)境的影響。

火與植被、地貌、天氣條件密切相關，火是這些復雜關系中的一個重要環(huán)節(jié)，它對環(huán)境、動物、植物乃至整個生態(tài)系統都產生了影響，所以這方面的研究不能脫離生態(tài)學的基本原理和研究方法。目前世界范圍內各個國家都對此展開了大量研究，并且做了大量的工作，得出了一些火與不同的系統，在不同的時間與空間之間存在的相互關系，并上升到理論層次加以發(fā)展。

研究林火生態(tài)學，最突出的成果是在近十年來迅速發(fā)展起來的一種“計劃燒除（Prescribed Burning）”（部分地區(qū)叫做規(guī)定火燒）技術。即在一定溫度、風速和可燃物適宜含水量等條件下，采取合適的點燒機具和點燒方式，用低強度的火，有計劃，有目地的燒除林地中積累的可燃物，并把火限制在所規(guī)定的范圍內，以達到預防大的森林火災的爆發(fā)，變火害為火利的目的。

三、“計劃燒除”法在我國的應用

用火實踐早在我國古代就已經開展得較為普遍，例如南方的“煉山”，北方的“燒荒”等。古羅馬時期，當地人利用火把森林改造成農田，直至20世紀末，這種方法還在中歐、北歐、拉美的許多地區(qū)使用。20世紀70年代以來，世界上幾個林業(yè)發(fā)達的國家就已經開始普遍將計劃燒除作為一種營林措施，如美國、加拿大、澳大利亞等每年的計劃火燒面積都在100萬公頃以上。同時，以火攻火作為防火滅火的重要措施也在世界范圍內被廣泛應用。在澳大利亞，火被用來處理林內廢材，或是將本地樹種更換為外來樹種以改變森林的組成，以及起到促進本地桉樹更新的作用。通常情況下在春季積雪融化后和秋季早霜后的短時期內，采用“計劃燒除”方法，燒除溝塘林緣和林地內的可燃物，使能量緩慢釋放，即可收到“以火防火”的效果。

（一）局限性

計劃燒除是一種很好的方法，但是也有其局限性。在很多情況下，計劃燒除都要和其它林業(yè)生產一起實施，例如火燒后的機械整地、粗材雜材的清理、除草、種植、補植或林間栽植等。隨著人類生活和經濟社會發(fā)展對森林資源需求增長的壓力和人民群眾對環(huán)境和生活質量標準的要求之間矛盾的加重，習近平總書記在十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節(jié)約資源和環(huán)境保護的基本國策。所以必須堅持森林資源的可持續(xù)發(fā)展，合理應用“計劃燒除”技術。但“計劃燒除”技術對生態(tài)系統中的生物、水文、土壤等因子的長期影響，以及“計劃燒除”產生的煙霧所引起的環(huán)境污染問題，都有待于進一步的研究和解決。

（二）優(yōu)勢

近些年來，在我國大興安嶺地區(qū)森林防火指揮部，經常組織森林警察和護林員，抓住春秋兩季有利時機，使用先進的點火和噴火機具以及運輸工具，充分利用公路、河流等有利條件，對于伊勒呼里山以南的多火災和老火災區(qū)的溝塘、林緣內的干枯雜草進行了點燒，不僅使火害大大減少，而且為控制火燒提供了大量的科學數據，積累了豐富的經驗。目前已發(fā)展到用化學除草劑滅草，形成隔離帶，給“計劃燒除”增加了新的內容，也為預防山火工作開辟了廣闊前景。

1.“計劃燒除”不僅可以用于林火發(fā)生之前，也常用于發(fā)生火災之后

在撲救林火時，為了把林火限制在一定范圍內，在自然條件和氣象因子合適的條件下，也常采用“以火攻火”的辦法，特別是在撲打重大火災和特大火災時，這樣做都收到了良好的效果。由此可見，“計劃燒除”技術的應用，不僅達到了以火防火，先發(fā)制火的目的，而且也收到了以火滅火的效果。

2.“計劃燒除”還經常用于更新造林

在荒蕪的山地，常常放火燒除雜草后，再用飛機直播造林，幼林能很快復壯。在北美地區(qū)的森林中，火燒已成為班克松天然更新不可缺少的方法。因為在正常情況下，班克松球果幾年到幾十年也不開裂，但種子仍有生命力，而火燒過后，促進球果的開裂，促使種子萌發(fā)，一茬新的班克松幼苗便長了出來。

3.火還可以代替農藥消滅森林病蟲害

如果連續(xù)幾年在有早期落葉病的落葉松林地中進行“計劃燒除”，由于病原體被燒毀，早期落葉病就能得到根治。上世紀三十年代，動物學家開始研究用火管理鵪鶉的種群，以后發(fā)展到用火管理各種野生動物棲息地，其中包括在非洲用火管理和馴服兇猛的動物，在北美地區(qū)用火管理鹿、牛、綿羊和松雞。火對鳥類的棲息地也有明顯的效應。

四、結語

森林生態(tài)系統中的火有特殊的娛樂價值，人們到森林中去旅游，常常點起一堆篝火，這樣就增加了野火的形式，改善了自然景觀。天然公園的目的之一是吸引人們欣賞自然環(huán)境的特色，而這種環(huán)境必須包括火。森林中的火還為文藝創(chuàng)造、繪畫和音樂等藝術表現提供了素材，對人們在旅游中打獵、野營、野餐、觀賞景物和戶外攝影等都有特殊的娛樂價值。所以人們在管理森林資源中往往增加了控制用火的內容，并把火作為一種天然野物來認識它的規(guī)律。

總之，開展林火生態(tài)的研究，對維持森林生態(tài)系統的長期平衡，改善森林生態(tài)系統的循環(huán)，發(fā)揮森林資源在中國特色社會主義建設中的作用，有著特殊的意義。

我國林火生態(tài)學的研究還處于萌芽時期，人們還沒有看到它在生態(tài)學和林學中的重要地位和巨大作用。但是我們依舊深信，在科學的春天里，林火生態(tài)學這株茁壯的幼苗，一定會開放出絢麗的鮮花，結出豐碩的果實。

參考文獻：

舒立福，田曉瑞，馬林濤.林火生態(tài)的研究與應用[J].林業(yè)科學研究，1999（04）：422-427.

習近平.決勝全面建成小康社會，奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告[Z].北京：人民出版社，2017.

作者簡介：

劉照研（1996.2—），男，漢族，黑龍江佳木斯人，2016年9月至2018年9月服役于中國人民武裝警察部隊森林部隊，現就讀于中國消防救援學院，學習消防指揮專業(yè)。