全 文 ：植物生态学报 2009, 33 (3) 587~597
Chinese Journal of Plant Ecology

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收稿日期: 2008-06-17 接受日期: 2009-01-04
基金项目: 国家自然科学基金面上和重大项目(30770407 和 30590383)和东北林业大学优秀青年教师创新项目
E-mail: wangxc-cf@nefu.edu.cn
树木年轮火历史研究进展
王晓春1, 2 及 莹1
(1 东北林业大学林学院,哈尔滨 150040) (2 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京 100093)
摘 要 树木年轮火灾学作为树木年轮学和林火生态学的一个重要交叉学科, 主要利用树轮火疤准确确定火灾发
生年代, 从而研究过去和现在的火灾变化规律。树轮火灾学以其定年准确、分辨率高和时间久远等特点在森林火
灾研究中具有极其重要的作用。该文对树木年轮火历史国内外研究现状进行了简要评述, 国内树木年轮火历史研
究尚处在起步阶段, 国外树木年轮火历史研究主要集中在以下几个方面: 1)火历史的时空格局特征, 主要包括林
火发生的时间间隔、空间范围、强度、林火发生的时空关联、林火发生与立地条件的关系、林火发生与物种演替
以及树轮火疤与其他方法相结合的火灾判断等内容; 2)火灾历史与全球气候变化的关系, 主要包括火灾与温度和
降水关系, 如一般在当年干旱而前几年相对湿润时火灾发生; 火灾发生与大尺度气候事件也有一定的关联, 火灾
一般发生在厄尔尼诺(El Niño)向拉尼娜(La Niña)转换的年代, 而且相位组合比单个事件更容易引发火灾; 3)火历
史与人为活动及土地利用的关系, 战争和人口增加容易引发火灾, 而放牧活动却降低火灾发生频率, 20世纪以来
的森林火抑制降低了火灾发生频率却增加了大火发生的可能性。最后对树木年轮火历史的未来进行了展望, 主要
包括火灾时空格局的尺度效应、火历史变化的气候与人为驱动机制以及火历史研究方法的拓展等内容。
关键词 树木年轮火历史 全球气候变化 人类活动和陆地使用 厄尔尼诺-南方涛动 火灾轮回期
REVIEW OF ADVANCES IN DENDROPYROCHRONOLOGY
WANG Xiao-Chun1, 2 and JI Ying1
1College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China, and 2State Key Laboratory of Vegetation and Environmental
Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
Abstract As a significant cross-discipline of dendrochronology and forest fire ecology, dendropyro-
chronology is the science that uses tree rings to date and study past and present changes in wildfires,
dating the fire scars left in tree rings to determine how often fires occurred in the past. Dendropyro-
chronology has great advantages in forest fire history research due to its exact dating, high yearly reso-
lution and long temporal span. This paper briefly reviews advances in Chinese and foreign dendropyro-
chronology. Chinese dendropyrochronology research is still at the beginning stage, while the study
abroad mainly focuses on three items. 1) Spatio-temporal regimes of fire history, which mainly includes
fire return interval, spatial extent and severity, spatio-temporal interaction, relationship between forest
fire occurrence and standing environment, effect of forest fire on species succession, integration of fire
scar and other methods to precisely date fire occurrence. 2) Influence of global climate change on fire
history. Temperature and precipitation are the main climatic factors influencing fire occurrence. For
example, when it is dry in a year after relatively wet years, forest fire is inclined to occur. Fire history is
also related to large-scale climatic events. For instance, fire always occurs in the years of transition from
El Niño to La Niña, and phase combination of large-scale climatic events is more likely than a single
event to lead to fire. 3) Relationship between fire history and human activity and land-use. Wars and in-
creased population easily lead to fire occurrence, while grazing activity can decrease fire occurrence.
Forest fire exclusion since the beginning of 20th century has decreased fire occurrence while increasing
the possibility of large fire. The prospects of dendropyrochronology research mainly include: scale ef-
fect of fire spatio-temporal pattern, driving mechanisms of fire variation on climate change and human
activity and development of fire history research methods.

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Key words dendropyrochronology, global climate change, human activity and land use, ENSO, fire return
interval
DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.03.018
作为森林生态系统重要自然干扰因子之一的
森林火灾已经对森林资源和全球气候变化产生了
巨大影响(徐化成等, 1997; 田晓瑞等, 2005; Fry
& Stephens, 2006; Swetnam & Anderson, 2008),
特别是重大森林火灾常给森林、环境和人类本身
造成严重危害和巨大损失 (Brown et al., 1999;
Morgan et al., 2001; 张景忠等, 2001; 舒立福等,
2003; Brown, 2006)。要预防森林火灾就必须了解
森林火灾发生的驱动机制, 而了解其驱动机制的
一个最佳途径就是利用历史火灾资料找出林火发
生规律, 这是最简单实用的一种研究方法。林木
火疤是森林以往火灾发生情况的记载, 通过树木
年轮火疤记录探索历史上一定时期内林火发生的
自然规律及其对植被、环境等的影响, 进而为现
代森林经营与管理和森林防火、用火提供可靠的
史实依据。
火历史的研究始于20世纪初到80年代, 在美
国首次召开“国际火历史”会议(Ahlstrand, 1980;
Swetnam & Dieterich, 1985), 标志着火历史的研
究进入了新时期。近年来, 有关于火历史研究的
文献很多(Brown et al., 2005; Brown, 2006; Py et
al., 2006; Kitzberger et al., 2007; Schoennagel et
al., 2007; Beaty & Taylor, 2008; Heyerdahl et al.,
2008b)。关于森林火灾历史研究的方法主要采用
树木年轮火疤记录和历史档案资料来进行, 树木
年轮火疤记录可以追溯较长的森林火灾历史而被
广泛应用, 但是由于其为代用资料, 所以精确性
稍有欠缺。历史档案资料以其真实资料, 准确描
述了过去的火灾历史 , 但因为其记录年代有限 ,
对较长时间尺度上深入分析有局限性。本文主要
探讨利用树木年轮开展火灾历史的研究进展, 国
外利用树木年轮火疤记录的火灾历史研究主要涉
及以下几个方面。
1 树木年轮火历史研究方法介绍及探讨
1.1 研究方法介绍
为获得充足的树木年轮火疤样品, 对研究区
域进行目标火疤木收集(van Horne & Fulé, 2006)。
首先对研究区域进行系统性的踏查, 检查遇到的
每一棵有明显火疤且健康的火疤木。经过筛选 ,
选出有多个火疤、记录较长火灾历史的、最具代
表性的样木。在完成火疤木的确认同时, 将研究
区域网格化, 网格是进行火灾点定位和空间格局
分析的标准。之后在火疤木猫脸痕(Catface)处, 进
行火疤样品取样 , 火疤木取样可采用3种方式进
行: 1)对枯立木、伐桩进行整个圆盘取样; 2)对活
树进行部分横截面取样; 3)对部分猫脸痕清晰的
活树进行生长锥取样 , 上述3种取样及分析方法
见文献记述(Arno & Sneck, 1977; Barrett & Arno,
1988; Sheppard et al., 1988)。圆盘或横截面采样厚
度至少不小于5 cm, 有一些火疤木有不同的方向
和高度的火疤, 记录了不同时期的林火, 这样要
采集各个横截面。有些火疤猫脸痕被完全包住 ,
形成皮缝, 通过确认也进行采样。
对每一个火疤木, 记录它的胸径、横截面的
数量、样木上可见的火疤数量、火疤的朝向、横
截面的高度和GPS定位(最好精确到厘米级)。树的
状态也被记录, 活力、枯立、残桩或者是伐桩。
在进行火疤木取样的同时, 也对其周围健康树木
进行生长锥取样, 以便交叉定年确定火疤年代。
所有火疤圆盘和样芯被带回实验室, 圆盘周
围被固定, 避免干燥后开裂, 树芯固定在木槽中。
用砂带机夹带不同规格的砂纸, 顺序是由粗到细,
对圆盘和树芯样进行打磨。圆盘可不必全部打磨,
但要重点打磨火疤区以及完整的年轮区, 打磨直
至年轮清晰可见。在双筒显微镜下对年轮进行标
记, 每10 a标记“–”, 在每个火疤轮(黑色痕线处
的一轮)标记“+”。将所有圆盘和树芯交叉定年,
利用清晰易识别的样条做骨架图, 列举出特征年
(窄轮的)。通过自动或手动方法进行年轮宽度测
量 , 之后用COFFCHA程序对交叉定年结果进行
检验, 调整和修正定年。将每个火疤样条序列(包
括火疤年代数据)输入FHX2软件, 用于建立火疤
年表和进一步的火灾时空特征分析, 具体操作方
法见FHX2软件手册和Grission-Mayer(2001)的文
献记述。
1.2 树轮火历史准确性探讨
不同学者对树木年轮重建火历史的准确性进

3 期 王晓春等: 树木年轮火历史研究进展 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.03.018 589
行评估, 并结合其他手段探讨提高树轮火灾重建
的准确性。火疤能以时间上精确的方式重建火历
史, 但是在估计火灾频率和空间格局时存在内在
的不确定性, 主要基于以下几个原因: 1)火疤在
个别受过疤痕的树木并不能被持续记录, 因此他
们是不完整的点源数据 (Dieterich & Swetnam,
1984); 2)一些最近的火灾可能会毁掉以前残留的
火灾记录(van Horne & Fulé, 2006); 3)火疤样品采
集时可能会引入误差1)。也有学者指出其他方面
的原因, 如Baker和Ehle(2001)认为用树轮火疤估
测种群平均火间隔和其他参数的不确定性主要源
于3个方面原因: 1)因为有没记录到的火, 所以很
难精确估计平均火间隔, 并且只能显示较大范围
的平均火间隔; 2)用幼苗出现到第一次火疤的间
隔估测真正的无火间隔, 这包含在平均火间隔计
算中; 3)不充足的采样、多次火疤树的目标采样以
及高火疤密度使平均火间隔期偏向于较短间隔。
McEwan等(2007)也指出了树轮火灾重建的不确
定性, 并认为主要源于两个方面: 1)每年的连续
火烧可能不能形成火疤; 2)有些非火疤伤口不能
被区分。但也有学者提出如果以足够的区域采样,
可以获得准确的火灾频率, 并认为采样方法的差
异不能解决树轮火疤重建的局限性, 但确实能加
强对火疤数据的理解(van Horne & Fulé, 2006)。其
他学者利用树轮火疤与其他代用资料如花粉
(Wallenius et al., 2005)、湖泊木炭沉积(Whitlock et
al., 2004; Mooney & Maltby, 2006)、遥感和档案资
料(Bergeron et al., 2004)和生长释放(Lageard et
al., 2000)等相结合来提高火灾历史重建的精度。
虽然树轮火历史方法存在一定的不确定性, 但因
其独特的优点在过去火历史研究中具有不可替代
的作用。
2 国外火历史研究现状
2.1 火历史的时空格局与特征
利用树木年轮开展森林火灾历史研究的一个
优点是可以获得较长时间尺度上的火灾发生事
件 , 从而可以计算出火灾发生的平均轮回期
(Mean fire return interval)和中值间隔期(Median
fire return interval)(Floyd et al., 2000; Brown &

1) Fall JG (1998). Reconstructing the Historical Frequency of Fire:
a Modeling Approach to Developing and Testing Methods. M.S. thesis,
Simon Fraser University. Burnaby, B.C.

Baxter, 2003; Wieder & Bower, 2004), 为以后火
灾发生预测提供一个基本的信息, 这也是树木年
轮火灾分析的一个基本内容。火灾轮回期受物种
组成 (Guyett & Cutter, 1991)、地形 (Stephens,
2001)、年龄(Guyette & Stambaugh, 2004)以及森林
结构(Beaty & Taylor, 2008)等多种条件影响, 如
针叶树种的火灾轮回期较短而阔叶树种的火灾轮
回期较长, 南、西向火灾轮回期比北、东向要短
(Taylor & Skinner, 1998), 15 a以内火灾轮回期较
多, 受火灾年表的长度限制, 长火灾轮回期出现
的较少。受一些特殊条件影响, 如人为火抑制, 也
有较长时间的无火灾事件(Lehtonen & Kolström,
2000; Stuart & Salazar, 2000; Brown & Baxter,
2003)。树轮火疤重建火灾历史除了可以得到火灾
发生的间隔外, 还可以分析不同时期火灾的变化
情况, 通过比较不同时期的气候、人类活动及环
境变化等, 可以得出火灾发生及变化的驱动机制
(Brown & Sieg, 1999; Fastie et al., 2003;
Grissino-Mayer et al., 2004)。例如在北美洲, 欧洲
人到北美定居后的生产、生活活动对火灾轮回期
产生较大影响, 20世纪中后期各国的火灾抑制政
策也加大了火灾间隔, 但同时也使火灾强度和风
险进一步加大(Swetnam & Baisan, 2003)。用树木
年轮进行火历史研究不但可以确定火灾发生的准
确年代, 有时还可以确定火灾发生的季节。从火
疤在年轮上的分布来看, 多数火疤出现在早早材
晚材(Brown & Buckley, 1999; Stephens & Fry,
2005; Moody et al., 2006), 也就是在秋季或者树
木休眠期(Brown & Sieg, 1996; Perryman & Lay-
cock, 2000; Wolf, 2004)或干旱季节发生火灾, 火
灾发生季节的确定为进一步分析火灾发生的机制
与规律提供更为有用的信息。
树轮火疤不但可以记录火灾发生的不同
年代, 如果获得足够大空间范围的样本量, 还可
以开展火灾发生的空间特征分析 (Heyerdahl et
al., 2001)。火灾的频率、间隔等时间格局与空间
尺度具有一定的对应关联特征(Swetnam & Bai-
san, 1996b; Guyette & Spetich, 2003), 例如空间上
局部尺度通常以小火为主, 而区域尺度上是大火
事件(Sibold et al., 2006)。小火发生频率较高, 但
强度低; 大火发生的频率较低, 但强度高(Wright
& Agee, 2004), 大火一般发生在大范围的干旱年
代(Stephens et al., 2003)。

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森林火灾历史的时空格局变化(Niklasson &
Granstrom, 2000)如火灾频率、间隔期、空间大小、
强度等与植被、地形、景观结构等有较大关系。
一些研究表明火灾特征与植被、纬度、海拔和坡
向等无显著关系(Stuart & Salazar, 2000; Brown &
Baxter, 2003; Buechling & Baker, 2004; Stephens
& Fry, 2005), 另一些研究则认为火灾在区域和局
部尺度上受微地形(Stephens, 2001)、坡向(Taylor
& Skinner, 1998)和海拔(Skinner, 2003; Grissino-
Mayer et al., 2004)等立地条件的影响(Brown &
Sieg, 1999; Barton et al., 2001; Heyerdahl et al.,
2001; Beaty & Taylor, 2008), 如 Weisberg 和
Swanson (2003)分析了美国俄勒冈州和华盛顿州
过去600 a火灾历史的时空特征, 认为人类活动、
气候以及立地条件变化是导致不同时期火灾变化
的主要因素, 并且在区域上火灾具有同步性, 这
种同步性对于理解美洲人定居前植被景观格局动
态具有重要意义。
利用长期树轮火疤记录还可以分析火灾与物
种演替之间的关系。Niklasson和Drakenber(2001)
重建瑞典Norra “kvills”国家公园过去600 a森林火
灾历史表明, 1770年后火灾频率降低导致优势树
种由苏格兰松(Pinus sylvestris)变成火敏感的挪威
云杉(Picea abies)。Sakulich和Taylor(2007)研究表
明20世纪20年代开始的放牧降低了火频率, 从而
导致物种组成由白松(Pinus strobiformis)向道格
拉斯冷杉(Pseudotsuga menziesii)转变。这些结果
表明, 火管理(定期火烧)对于一些火依赖树种是
非常重要的 (Beaty & Taylor, 2008)。Miller和
Rose(1999)认为1870到1915年间湿润气候、牲畜
的引入, 以及火作用减弱可能是柏树扩展到山艾
树(Artemisia tridentate Nutt. ssp. vaseyana (Rydb.)
Beetle)草原的主要因素。Heyerdahl等(2006)研究
表明由于放牧或者也可能是最近几十年的干旱
(可燃物减少)导致火灾停止, 从而导致道格拉斯
冷杉不断入侵热带稀树草原和山艾树草原。
Wallenius等(2007)重建芬兰南部森林火历史表明
17和18世纪是以松科为主, 20世纪初云杉种群开
始更新, 这与火历史的变化有一定关系。利用树
轮火历史重建虽然进行了一些物种替代的分析工
作, 但火灾影响群落演替的机理还不清楚, 有待
进一步开展深入研究。
2.2 火灾历史与全球气候变化
温度与降雨是分析森林火灾变化最为普遍的
气候驱动因素, 这方面国外也开展了较多的研究
(Swetnam, 1993; Kipfmueller & Swetnam, 2000;
Floyd et al., 2004), 如Heyerdahl等(2002)认为年
际间大的林火通常是在干燥年份和厄尔尼诺(El
Niño)年发生 , 而相对小的林火发生和气候指数
关系不大。Fry和Stephen(2006)研究表明加利福尼
亚黄松混交林火灾与当年的干旱条件关系不大 ,
但却与火灾前 3 a的湿润状况相关。Grissino-
Mayer和Swetnam(2000)认为百年尺度上美国林火
格局主要驱动机制是降水格局的变化和大尺度气
候事件(如南方涛动)。虽然不同地区火灾发生与
气候要素的详细关系有所差异, 但总的来说, 火
灾发生年相对干旱、温度较高, 而火灾发生的前
几年则相对湿润、温度适宜(Swetnam & Baisan,
2003; Drobyshev et al., 2004; Umbanhowar Jr.,
2004; Girardin, 2007), 这种气候条件有利于可燃
物积累和燃烧的发生。
随着全球变暖取得共识, 火灾历史与全球气
候变化的关系逐步受到重视(Veblen et al., 1999;
Brown & Wu, 2005; Kitzberger et al., 2007)。
Westerling等(2006)认为20世纪80年代开始的美国
西部火灾频率和幅度加大主要受升高的春夏季温
度以及较早的雪融化影响。根据树轮重建的火灾
历史与对应的厄尔尼诺事件分析表明, 厄尔尼诺
与冷季降雨一致增加植物在生长季节的水分可利
用性、积累可燃物, 同时拉尼娜(La Niña)事件与
干旱相对应(Kitzberger et al., 2001), 为火灾发生
提供气象条件。因此 , 多数火灾年倾向于在El
Niño事件向La Niña事件转换时发生(Swetnam &
Betancourt, 1990; Veblen et al., 2000; 2002; Don-
negan et al., 2001; Kitzberger et al., 2001; Taylor &
Beaty, 2005)。Sibold和Veblen(2006)认为La Niña、
太平洋年际涛动(PDO)负相位、大西洋数十年震
荡(AMO)正相位的组合比他们单个更容易引发广
泛传播的大火, 其他一些学者的研究结果也验证
了这一结论(Brown, 2006; Kitzberger et al., 2007;
Schoennagel et al., 2007; Brown et al., 2008; Sher-
riff & Veblen, 2008), 而Heyderdahl等(2008a)却发
现ENSO、PDO暖相位时比冷相位时火灾发生的
更频繁。Hessl等(2004)则认为林火通常会在干燥
的夏季和当PDO处于正相位时发生, 并认为在美
国中西部地区过去 300 a厄尔尼诺 -南方涛动

3 期 王晓春等: 树木年轮火历史研究进展 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.03.018 591
(ENSO)对林火发生的作用很小。对于不同地区火
灾发生与ENSO和 PDO的相位关系也有差异 ,
Swetnam(2002)分析表明俄勒冈州火灾一般发生
在El Niño年, 而亚利桑那和新墨西哥州一般是在
La Niña年, Schoennagel等(2005)研究也进一步证
明了这个结果, 也就是El Niño和PDO正相位组合
使落基山中北部发生大火, 而La Niña和PDO负相
位组合明显促进落基山南部发生大火。Westerling
和Swetnam(2003)还发现与PDO类似的美国西部
和西南部火灾双极格局, 也就是美国西部太平洋
西北常常是湿润(干燥)、低(高)火灾频率, 而太平
洋西南则是干燥(湿润)、高(低)火灾频率, Heyer-
dahl等(2008b)也确认了这种现象, 造成美国西部
火灾频率双极变化主要是由PDO波动所导致年际
和十年际干旱引发所引发。虽然多数研究表明
ENSO和PDO对区域气候有较大的影响 , 从而引
发森林火灾 , 但也有人认为ENSO和PDO都不是
火灾发生的显著驱动因素 (Heyerdahl et al.,
2008b), 如Taylor等(2008)研究表明北美卡斯凯德
(Cascades)山南部森林火灾并非一直与ENSO、
PDO相关, 1805~1855年间火灾幅度与PDO一直都
有关联 , 而ENSO只是在1800年以前与火灾幅度
相关。全球变暖通常使全球火灾事件增多, 但其
具体影响程度因区域、地形、植被及全球变暖
(ENSO、PDO、AMO等)状况等有关。
在10 a尺度上 , 火灾减少年与ENSO的减弱
期比较同步, 而且在半球尺度上的火灾格局也与
ENSO较同步(Swetnam & Betancourt, 1990; Kitz-
berger et al., 2001), 虽然在火灾历史与全球温度
及ENSO关系上得到一些初步结论 , 但是由于其
研究结果主要为区域资料(多数在美国西南部进
行), 缺乏全球多数区域的对比研究, 尤其是高纬
度地区的北方森林 , 更能体现出ENSO与森林火
灾的关系。
2.3 火历史与人为活动及陆地使用的关系
人类用火历史源远流长, 人为活动极大地改
变了火灾状况(Brown & Sieg, 1996; Danzer et al.,
1996; Baisan & Swetnam, 1997; Stambaugh et al.,
2005), 国外在这方 面也开展 了一些研 究。
Seklecki等 (1995)发现火灾发生频率与印第安部
落战争有关 , 比如1760~1786年是反西班牙侵略
战争 , 火灾发生较多 , 而1786年停战后 , 火灾频
率 降 低 。 Guyette 和 Spetich(2003) 与 Guyette 等
(2006)研究表明, 随着人口密度增加火灾频率增
大(到1880年), 但是随着人口密度继续增加火灾
频率又开始减小。他们认为造成火灾这样变化的
主要原因是随着人口密度继续加大导致景观分割
严重, 从而降低了火的传播和燃烧。
19世纪前半叶欧洲人到美洲定居, 放牧是其
主要生产活动之一。因为大规模放牧活动, 致使
森林重大火灾减少(Grissino-Mayer et al., 1995),
主要是人为放牧减少了可燃物积累, 从而牲畜放
牧降低了火灾发生频率(Savage & Swetnam, 1990;
Touchan et al., 1995; Swetnam & Baisan, 1996b)。
Fry和Stephen(2006)重建火灾历史表明欧美人定
居后, 由于伐木、采矿、放牧以及火抑制等致使
火灾格局由频繁、异质转变成为不频繁、更同质。
另外 , 也有研究表明由于欧美人定居后打猎
(Veblen et al., 1999)、伐木(Donnegan et al., 2001;
Veblen & Kitzberger, 2002)和刀耕火种(Lehtonen
& Huttunen, 1997)等活动而导致火灾频率增加 ,
Ward等 (2001)研究表明欧洲人定居澳大利亚后
(1829年)无限制的伐木导致原始生境消失和高强
度火灾出现, 从而致使平均火频率降低、火变异
性加大。González(2005)重建火历史表明欧洲智利
人定居以前(1880s)以不频繁的大火为主, 而定居
后由于扩大牧场和耕作区域, 不断烧荒, 火灾以
人为小火为主。这种人为火灾已经改变了原有的
森林生态系统格局, 要恢复原有系统状态, 必须
立即减少人为火灾。
20世纪90年代的火抑制政策使得火灾频度极
大减少 (Kitzberger& Veblen, 1997; Donnegan et
al., 2001; Ward et al., 2001), 重大火灾事件有增
加趋势(Everett et al., 2000; Swetnam & Baisan,
2003), 但这并不能排除其他因素的影响, 比如气
候因素。Collins和Stephens(2007)评估了20世纪初
林火抑制对森林更新、结构和组成的影响, 并认
为分析过去林火历史变化规律可以为制定合理的
林火管理政策提供必要的和更深的理解。
陆地使用格局改变致使植被结构与组成发生
变化, 从而导致火灾频率、幅度等时空格局都发
生了改变(Rollins et al., 2000; Niklasson & Dra-
kenberg, 2001; Fry & Stephens, 2006)。从上述森林
火灾历史研究现状分析表明, 国外在森林火历史
方面已经开展了较为系统的研究工作, 但某些方
面还存在不足, 如森林火灾历史与人为干扰状况

592 植 物 生 态 学 报 www. plant-ecology.com 33 卷
的研究, 缺少国家政策变化以及朝代更替等因素
与火灾历史变化关系的研究。另外, 火灾历史主
要在美国西南部(亚利桑纳州)开展, 而利用树轮
火疤记录对于北方森林的火灾历史研究较少。因
此, 增加火灾历史的局部区域研究, 对揭示气候
变化对全球森林火灾体系的影响有重要的意义。
3 国内树轮火历史研究现状
我国有关树轮火历史的研究开始较晚(胡海
清, 1996), 目前有关研究仍很少。20世纪90年代
胡海清利用火疤木对大兴安岭北部原始林的火灾
历史进行过研究, 但研究结果报道较少(胡海清 ,
1996; 2003)。徐化成等(1997)利用火疤木重建了
大兴安岭北部原始林1825到1993年间的火灾历
史, 并且分析了火灾干扰与林分结构特征之间的
关系, 结果表明林分结构影响火灾幅度和火灾蔓
延等特征, 但是没有分析火历史的时间格局及其
气候驱动机制 , 只是在林分尺度上探讨林火特
征。王琛瑞等(2004)利用大兴安岭樟子松火疤木
重建了森林火灾历史, 并就火烧对林分结构的影
响进行了分析。该研究主要在区域林分尺度上进
行, 没有进行时空尺度上的扩展分析。利用火灾
历史档案资料关于森林火灾及其驱动因素方面 ,
我国学者也开展了一些研究, 尤其是森林火灾发
生的气候因素方面较多(庞万才和王桂芝, 1994;
姜乃准 , 1995; 颜元庭等 , 1996; 傅泽强和陈动 ,
1998; 舒立福等, 1999; 傅泽强等, 2001; 万里鹏
等, 1996; 赵玲等, 2004), 如金森和胡海清(2002)
利用黑龙江省历史火灾档案资料对近几十年森林
火灾频率、面积、周期等时空规律及动态特征进
行了分析。关于森林火灾与全球气候变化关系也
有一些综述性文章与初步分析 (王述洋 , 1993;
2002; 韩建军和曾前, 2003; 田晓瑞等, 2003)。从
我国森林火灾历史研究现状来看, 研究方法相对
单一, 多数局限于利用档案资料进行火灾历史研
究, 仅有少数学者开展了树木年轮火疤记录的火
历史研究(徐化成等, 1997; 胡海清, 2003; 王琛瑞
等, 2004)。由于历史档案资料时间仅40 a左右, 且
有些火灾没有记载, 火历史记录时间短, 缺少长
时间尺度上(十年际、世纪)火灾规律上的探讨。
另外, 利用树木年轮火疤记录在不同尺度上的火
灾时空特征及其联系研究也不足; 多数以单点研
究为主, 缺少区域研究, 对火灾的大尺度空间分
析有其局限性。因此, 在我国主要林区开展树轮
火历史研究已迫在眉睫。
笔者认为树木年轮火历史研究在3个方面是
重点与难点: 1)火疤年代的准确确定。准确火烧年
代是开展树轮火历史研究的基础, 但有时利用火
疤确定火烧年代还存在不确定性, 比如在树木休
眠期发生的火灾, 无法从火疤上直接判断是上一
年的冬季还是当年的早春发生火灾, 只能以当地
休眠期经常在哪个时段(冬季或春季)发生火灾来
判断火灾年份。2)火灾的空间格局分析。获得的
火疤记录只是分散的点源火灾记录, 必须以分散
的点源数据相结合来分析火灾空间格局, 可有些
树轮火疤并不一定是火灾, 也有可能是火斑, 也
有一些火灾因为强度较大并未留下火疤记录。因
此要相对准确了解火灾格局, 必须获得充分的火
疤样本记录。3)火灾时空格局的驱动机制分析。
火灾发生的驱动机制与多种因素关联, 可能某一
种因素是主导 , 也可能是多种因素共同作用结
果。另外, 火灾与大尺度海气相互作用机制非常
复杂, 大尺度海气相互作用对陆地生态系统的影
响与作用是探讨火灾机制的基础。
4 展 望
树木年轮火历史研究已经成为当前树木年轮
学及森林火灾学研究的热点之一, 美国已经开展
较多树轮火历史重建及其规律的研究, 但鉴于树
轮火疤木获取的困难以及火灾发生的诸多影响因
素的复杂性, 尚需要开展大规模的深入研究, 以
便更好地理解林火发生的时空规律及其人为与气
候驱动机制。因此, 未来研究仍具有广阔的空间,
在下面的几个方面还需要继续深入开展一些工
作。
1)火灾时空格局的尺度效应。关于火历史的
时空格局已进行了一些研究, 但这些研究多数局
限在局部或区域尺度上 , 缺乏更为广泛时空联
系。通过增加单点或局部尺度上的火疤木获取 ,
或者进行大范围网格化树轮火疤木采样, 最后将
所获得的火灾历史记录予以综合, 来探索更大尺
度上火灾发生的规律及其驱动机制。另外, 通过
比较不同尺度下火历史的时空格局特征, 分析尺
度变化对火灾规律的影响。2)火历史变化的气候
与人为驱动机制。在当今气候变化的大背景下 ,
森林火灾与气候变化之间的关系一直是树轮火历

3 期 王晓春等: 树木年轮火历史研究进展 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.03.018 593
史研究重点。虽然在林火发生与气候变化研究上
已取得一些研究结果, 但有时气候变化对林火规
律的影响一直伴随着人类活动的干扰, 如何分离
气候变化的单独作用, 以及气候变化和人类活动
对林火规律的影响究竟各占多大比重, 这方面还
有待深入开展研究。3)火历史研究方法的拓展。
利用树轮火疤记录开展火历史研究有其优点, 但
也有其局限性, 已有学者开展树轮火历史与其他
方法相结合来增加火历史研究的准确性。另外 ,
在采样设计、统计方法以及火历史分析软件上希
望能有较大的突破以推动树轮火历史研究取得重
大进展。
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