林火生態(tài)學(xué)的前世今生

摘要：林火生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支。森林生態(tài)系統(tǒng)的維持與更新需要一定強(qiáng)度的火參與其中。本文開篇對(duì)人類與森林以及森林火災(zāi)的淵源做了介紹，闡述了火生態(tài)的概念、歷史背景、近代學(xué)科的起源和研究?jī)?nèi)容，分別介紹了火生態(tài)學(xué)在當(dāng)今世界范圍內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及其學(xué)術(shù)前沿情況。在林火生態(tài)學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐方面，對(duì)計(jì)劃燒除的實(shí)際應(yīng)用與重要作用著重論述，對(duì)林火生態(tài)學(xué)這一學(xué)科的前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：林火與人類淵源;林火生態(tài);火歷史;計(jì)劃燒除;前景展望

一、研究背景

1962年，美國(guó)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(dòng)。科學(xué)家們認(rèn)為這是生態(tài)學(xué)返老還童的起點(diǎn)，人類進(jìn)入了新的生態(tài)學(xué)時(shí)期。所謂生態(tài)學(xué)，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(guān)系的科學(xué)。《林火生態(tài)學(xué)》是研究林火與森林生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)組成部分之間關(guān)系的科學(xué)。

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(zhǎng)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(nèi)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(gòu)成了相互作用、相互依存的森林生態(tài)系統(tǒng)。

火曾經(jīng)是人類文明史上一個(gè)里程碑。在我們的祖先還在樹上生活的時(shí)候，就觀察到雷擊閃電引起的森林火災(zāi)，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(xué)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(qū)趕獵物以及用火堆作為聚集的信號(hào)等等。后來人類又經(jīng)歷了一個(gè)“刀耕火種”的時(shí)期，這樣就使大片的森林變成了牧場(chǎng)或農(nóng)田，使整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞。

遠(yuǎn)古時(shí)代，火就是森林生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)十分活躍的因素，然而人類對(duì)火在森林生態(tài)系統(tǒng)中作用的認(rèn)知卻經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而痛苦的時(shí)期。1866年，德國(guó)天才生物學(xué)家、博物學(xué)家、哲學(xué)家、藝術(shù)家恩斯特·海克爾首次提出了“生態(tài)學(xué)”的概念，到今天生態(tài)學(xué)已經(jīng)走過了100多年的風(fēng)雨歷程。人類對(duì)火的使用和認(rèn)知已經(jīng)有了悠久的歷史，然而作為生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支，火生態(tài)這一“新思想”的實(shí)際形成時(shí)間卻不是很久。甚至直到21世紀(jì)初，生態(tài)學(xué)家和林學(xué)家才系統(tǒng)地研究了火與森林生態(tài)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，把火作為一個(gè)生態(tài)因子來考慮。形成了一門新的交叉學(xué)科：林火生態(tài)學(xué)。

二、林火生態(tài)學(xué)的概念和研究成果

（一）概念

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

（二）研究?jī)?nèi)容和成果

20世紀(jì)50年代到70年代，國(guó)外的生態(tài)學(xué)家和林學(xué)家根據(jù)長(zhǎng)期觀察資料和科學(xué)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，闡明了火對(duì)森林的土地和火對(duì)土壤微生物群落的影響;火對(duì)草原和灌木林的影響;火對(duì)寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶森林的影響;火對(duì)森林中哺乳動(dòng)物和鳥類的影響;火對(duì)地表水分和大氣的影響等等。20世紀(jì)70年代中期，科學(xué)家們把這些研究成果匯編成《火與生態(tài)系統(tǒng)》的專著。

20世紀(jì)80年代中期以來，各個(gè)學(xué)科之間的交叉與滲透已成為了科學(xué)研究的重要趨勢(shì)。許多進(jìn)行防火研究的專家學(xué)者們通過對(duì)生態(tài)學(xué)理論的吸收、發(fā)展和完善，加之對(duì)火在生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)生物、人類和社會(huì)的影響進(jìn)行深入研究，總結(jié)并發(fā)表了許多高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文，推動(dòng)了火生態(tài)學(xué)理論的完善和研究方法的豐富。

作為一門交叉學(xué)科，火生態(tài)學(xué)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(tǒng)（主要包括森林、灌叢與草原）之間相互關(guān)系的綜合學(xué)科。從學(xué)科的角度來看，火生態(tài)學(xué)既是一門交叉學(xué)科，又是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支，其研究?jī)?nèi)容涉及生態(tài)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域和層次。在生物學(xué)方面，火生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容側(cè)重于火對(duì)生物（動(dòng)植物、微生物）個(gè)體、種群、群落及生態(tài)系統(tǒng)的影響;在環(huán)境方面，主要研究火對(duì)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(guān)，火是這些復(fù)雜關(guān)系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)環(huán)境、動(dòng)物、植物乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都產(chǎn)生了影響，所以這方面的研究不能脫離生態(tài)學(xué)的基本原理和研究方法。目前世界范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家都對(duì)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(tǒng)，在不同的時(shí)間與空間之間存在的相互關(guān)系，并上升到理論層次加以發(fā)展。

研究林火生態(tài)學(xué)，最突出的成果是在近十年來迅速發(fā)展起來的一種“計(jì)劃燒除（Prescribed Burning）”（部分地區(qū)叫做規(guī)定火燒）技術(shù)。即在一定溫度、風(fēng)速和可燃物適宜含水量等條件下，采取合適的點(diǎn)燒機(jī)具和點(diǎn)燒方式，用低強(qiáng)度的火，有計(jì)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(nèi)，以達(dá)到預(yù)防大的森林火災(zāi)的爆發(fā)，變火害為火利的目的。

三、“計(jì)劃燒除”法在我國(guó)的應(yīng)用

用火實(shí)踐早在我國(guó)古代就已經(jīng)開展得較為普遍，例如南方的“煉山”，北方的“燒荒”等。古羅馬時(shí)期，當(dāng)?shù)厝死没鸢焉指脑斐赊r(nóng)田，直至20世紀(jì)末，這種方法還在中歐、北歐、拉美的許多地區(qū)使用。20世紀(jì)70年代以來，世界上幾個(gè)林業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家就已經(jīng)開始普遍將計(jì)劃燒除作為一種營(yíng)林措施，如美國(guó)、加拿大、澳大利亞等每年的計(jì)劃火燒面積都在100萬公頃以上。同時(shí)，以火攻火作為防火滅火的重要措施也在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。在澳大利亞，火被用來處理林內(nèi)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(jìn)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(shí)期內(nèi)，采用“計(jì)劃燒除”方法，燒除溝塘林緣和林地內(nèi)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(jì)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(jì)劃燒除都要和其它林業(yè)生產(chǎn)一起實(shí)施，例如火燒后的機(jī)械整地、粗材雜材的清理、除草、種植、補(bǔ)植或林間栽植等。隨著人類生活和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)森林資源需求增長(zhǎng)的壓力和人民群眾對(duì)環(huán)境和生活質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求之間矛盾的加重，習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中指出，堅(jiān)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(jiān)持節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)的基本國(guó)策。所以必須堅(jiān)持森林資源的可持續(xù)發(fā)展，合理應(yīng)用“計(jì)劃燒除”技術(shù)。但“計(jì)劃燒除”技術(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的生物、水文、土壤等因子的長(zhǎng)期影響，以及“計(jì)劃燒除”產(chǎn)生的煙霧所引起的環(huán)境污染問題，都有待于進(jìn)一步的研究和解決。

（二）優(yōu)勢(shì)

近些年來，在我國(guó)大興安嶺地區(qū)森林防火指揮部，經(jīng)常組織森林警察和護(hù)林員，抓住春秋兩季有利時(shí)機(jī)，使用先進(jìn)的點(diǎn)火和噴火機(jī)具以及運(yùn)輸工具，充分利用公路、河流等有利條件，對(duì)于伊勒呼里山以南的多火災(zāi)和老火災(zāi)區(qū)的溝塘、林緣內(nèi)的干枯雜草進(jìn)行了點(diǎn)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(xué)數(shù)據(jù)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前已發(fā)展到用化學(xué)除草劑滅草，形成隔離帶，給“計(jì)劃燒除”增加了新的內(nèi)容，也為預(yù)防山火工作開辟了廣闊前景。

1.“計(jì)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(zāi)之后

在撲救林火時(shí)，為了把林火限制在一定范圍內(nèi)，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(zāi)和特大火災(zāi)時(shí)，這樣做都收到了良好的效果。由此可見，“計(jì)劃燒除”技術(shù)的應(yīng)用，不僅達(dá)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(jì)劃燒除”還經(jīng)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(jī)直播造林，幼林能很快復(fù)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?yàn)樵谡Ｇ闆r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(jìn)球果的開裂，促使種子萌發(fā)，一茬新的班克松幼苗便長(zhǎng)了出來。

3.火還可以代替農(nóng)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(jìn)行“計(jì)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(jì)三十年代，動(dòng)物學(xué)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(dòng)物棲息地，其中包括在非洲用火管理和馴服兇猛的動(dòng)物，在北美地區(qū)用火管理鹿、牛、綿羊和松雞。火對(duì)鳥類的棲息地也有明顯的效應(yīng)。

四、結(jié)語(yǔ)

森林生態(tài)系統(tǒng)中的火有特殊的娛樂價(jià)值，人們到森林中去旅游，常常點(diǎn)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(shù)表現(xiàn)提供了素材，對(duì)人們?cè)诼糜沃写颢C、野營(yíng)、野餐、觀賞景物和戶外攝影等都有特殊的娛樂價(jià)值。所以人們?cè)诠芾砩仲Y源中往往增加了控制用火的內(nèi)容，并把火作為一種天然野物來認(rèn)識(shí)它的規(guī)律。

總之，開展林火生態(tài)的研究，對(duì)維持森林生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期平衡，改善森林生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)，發(fā)揮森林資源在中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)中的作用，有著特殊的意義。

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

參考文獻(xiàn)：

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習(xí)近平.決勝全面建成小康社會(huì)，奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利——在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[Z].北京：人民出版社，2017.

作者簡(jiǎn)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(guó)人民武裝警察部隊(duì)森林部隊(duì)，現(xiàn)就讀于中國(guó)消防救援學(xué)院，學(xué)習(xí)消防指揮專業(yè)。