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Bill Leenhouts, 1998年。美国邻近地区生物质燃烧的评估。保育生态[网上]2(1): 1。可从互联网获得。URL: http://www.consecol.org/vol2/iss1/art1/
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研究 美国相邻地区生物质燃烧的评估比尔Leenhouts
美国鱼类和野生动物管理局
数千年来，野地火灾一直是毗连的美国景观不可分割的一部分。利用潜在的自然植被、卫星图像和生态火灾状况信息，对当代和前工业时代(~ 200 - 500年BP)的条件进行了分析，表明野外火灾的燃烧强度为35 - 86 x 106在前工业时代，每年消耗530 - 1230万亿格(Tg)的生物量。目前，相比之下，每年燃烧5 - 7 Mha，每年消耗77 - 189 Tg的生物量。如果在今天的非城市和非农业土地上恢复历史上的火灾制度，每年将燃烧18 - 43 Mha，消耗285 - 602 Tg的生物量。对于每个时代，估计了11种生物质(荒地和农业)燃烧排放，发现了相似量级的差异。还提供了当代化石燃料排放量的估计数，以供比较。讨论了燃烧面积、生物量消耗和排放减少对大气、气候、社会和生态系统的影响。
关键词:空气质量;生物质燃烧;beplay竞技气候变化;毗连的美国;排放估计;火的政权;工业化前的条件;规定的燃烧;荒地火灾。
生物质燃烧是生物生产和分解之间动态平衡的一部分，也是大多数温带生态系统的主要氧化机制，因为它们的生物分解速度相对较慢(Pyne 1982)。火产生的热量和燃烧副产物对大气、气候、社会和生态有多重影响。
来自闪电和人为因素的野火已经塑造并将继续塑造和影响北美的景观、大气、气候和人类社会。自穿越西伯利亚大陆桥以来，人类与火的互动改变了他们的环境，塑造了西半球的生物多样性和大气条件(Pyne 1995)。欧洲人的定居，通过土地使用的变化和积极的火灾管理，显著改变了野外火灾活动(Crosby 1986, Anderson 1996)。
如果没有野外火灾，许多森林社区就会受到库存过剩、燃料过度积累、停滞不前和繁殖不足的困扰，这些因素会滋生疾病和昆虫。草原变得停滞不前，被灌木和树木入侵。灌木变成了颓废的或密不透风的灌木丛。由于缺乏火，野生动物的数量和多样性普遍下降，除了灌木丛草原(Wright and Bailey 1982)。许多已经适应野外火灾的生态系统随着火灾后演替的进展变得越来越不稳定。土壤中的氮和磷等矿质营养物质在被植物组织吸收和储存时变得不那么有效，从而限制了幼苗建立的机会，并对已生长的植物造成压力。燃料不断积累，增加了发生火灾的可能性以及火灾的强度和严重程度。野外火灾导致了植物适应性的进化，将生殖努力集中在火灾后的一段时间(例如，窃窃私语的种子，Emmenanthe pendulifora，当暴露于烟雾中的二氧化氮时发芽;Mlot 1997)。这使得一些生态系统不仅能容忍野外火灾，而且还依赖于它(Christensen 1991)。
生物质燃烧排放(二氧化碳、一氧化碳、甲烷、颗粒物、氮氧化物、碳氢化合物、有机碳和元素碳)影响大气化学，并可能影响区域和全球气候。根据《清洁空气法》，几种生物质燃烧排放被归类为标准污染物:一氧化碳、颗粒物和氮氧化物。这些标准污染物已被记录为导致慢性和急性人类健康问题的因素。《清洁空气法》还规定了一级区域的能见度标准(Sandberg et al. 1979)。小于2.5微米的颗粒物、有机碳、碳氢化合物和无机碳排放会散射光线，形成雾霾，从而降低能见度，影响风景美观，并影响旅游经济。二氧化碳、一氧化碳和甲烷都是温室气体，有可能捕获辐射热，但颗粒物质会反射太阳辐射，这可能会降低地表温度(Crutzen和Goldammer 1993)。
本研究的目标是估计工业化前(就在欧洲人在北美定居之前，~ 200-500年BP)和当代景观生物质燃烧(荒地和农业);估算如果今天没有被划分为城市或农业的土地恢复到历史火灾状态，可能会发生的野外火灾活动数量;比较工业化前和当代生物质燃烧和化石燃料燃烧排放;并讨论由此可能产生的生态、大气、气候和社会影响。
生物质燃烧活动和化石燃料排放可以根据相关数据进行清查或估算。有关当代野外火灾活动的信息是从国家野外和规定火灾的清单中获得的。当代农业燃烧活动和化石燃料排放数据来自美国环保署的报告。利用国家土地分类数据、遥感技术和已知的生态火灾回潮间隔，根据相关数据估计工业化前和预期的林地火灾活动。预期的野外火灾活动是指如果历史上的火灾制度恢复到非城市和非农业土地，今天预计的野外火灾活动量。所使用的方法与Taylor和Sherman(1996)所使用的方法相似。计算和提出了工业化前、当代和预期的最大和最小值，而不是平均值或中值，每年燃烧面积、消耗的生物量和产生的排放量的估计，以解决气候变化和其他影响造成的火灾复燃间隔的自然变异范围。
当代的荒地活动估计是从三个目录中获得的。1987年至1996年的年度野火报告被用于确定当前野火活动的变化(NIFC 1997年)。这一时期包括1988年、1994年和1996年的火灾活跃季节和1989年、1993年和1995年的火灾不活跃季节。1996年和1993年的火灾季节提供了分析中的最大值和最小值。1978年和1989年国家规定燃烧清单是规定森林燃烧数据的来源(Sandberg等，1979年，Ward等，1993年)。1978年的库存规定了最小的火灾值，1989年的库存规定了最大的火灾值。1978年的清单是不完整的，因为它排除了每年燃烧面积小于405公顷的州和无法获得数据的州。1989年的清单是对规定的火灾活动的最后一次系统的、全国性的评估。EPA(1992)综合了对当代牧场和农田燃烧的两项评估(McAdams et al. 1983, Craig 1988)，并在本研究中用于代表当代景观农业燃烧。使用了EPA综合报告中报告的最大和最小燃烧面积的值。 There are recognized limitations to these inventory data. Even though there has been a national wildfire-reporting system for >10 yr, individual wildfire reports are frequently incomplete and inaccurate. There is no national prescribed-fire reporting system, and some states forbid the collection of agricultural burning statistics. Biomass burning associated with forest or agricultural commodity processing is not included. Although limited, these sources are probably as good an estimate of present landscape biomass-burning activity as is currently available. The Federal Wildland Fire Policy and Program Review recognized the limitations of present fire statistics and instructed federal agencies to work with their state, tribal, and local partners to improve both the wild- and prescribed-fire statistics (USDA and USDI 1996). When the new statistics become available, further refinement will be possible.
工业化前的野火活动估计是根据潜在的自然植被模式和火灾回潮间隔信息获得的。Kuchler(1964)被用来估计毗邻美国的工业化前植被模式，因为它代表了如果欧洲影响被移除后的植被现状，它揭示了所有生物类型的生态潜力，它承认野外火灾是许多地貌类型中的景观因素，它覆盖了完整的感兴趣区域，并且116种地貌类型中的大多数可以通过文献中发现的火灾返回间隔来轻松定义。通过将每种地貌类型的面积除以其各自的火灾回潮间隔，计算出工业化前的年度燃烧面积估计数(表1)。由于文献中的火灾回潮间隔主要来自树木年代学、湖泊沉积物和花粉分析以及边疆探险家的日记，因此前工业化时期仅限于欧洲重大影响之前的最近时期(~ 200 - 500年BP)。使用文献中报道的火灾复燃间隔的最大值和最小值来估计每种地貌类型的自然变异范围:最大年燃烧面积(地貌类型面积/最小火灾复燃间隔)和最小年燃烧面积(地貌类型面积/最大火灾复燃间隔)。
表1。如果将历史火灾回潮间隔(FRI)恢复到当代非城市和非农业土地上，则美国毗邻地区按个别Kuchler地貌类型估计的前工业时代和当代的年烧伤面积的估计范围(最小值和最大值)。
一个参考文献:(1)Agee 1993;(2) Christensen 1978;(3) Heinselman 1978;(4) Wright 1988;(5) Wright and Bailey 1982;(6) Ewel 1994;(7) Ash et al. 1983;(8) Fisher 1995;(9) Wade et al. 1980;(10) Kucera 1978。 |
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如果将历史上的火灾情况恢复到没有被划分为城市或农业的当代土地上，则预计将发生的野地火灾数量的估计是根据目前的植被格局和火灾复燃间隔信息获得的，这些信息与工业化前的估计相同。通过空间分析，Loveland和Hutcheson(1995)从每个Kuchler地貌类型中减去1990年土地覆盖数据库(Loveland et al. 1991)中确定的农业和城市土地，估计了能够支持历史上的林地火灾制度的当代荒地。将Loveland和Hutchenson(1995)的结果除以适当的火灾复燃间隔的最大值和最小值估计，得出了如果历史火灾制度恢复到非城市和非农业土地上，预计的野火数量。Loveland和Hutcheson(1995: 471)认为这是对剩余荒地的粗略评估:“必须理解，一个地区的农业或城市土地比例低并不意味着景观处于原始自然状态。在某些情况下，‘天然’植被可能因放牧和伐木等当地土地使用做法而发生重大改变，或因引入或入侵非原生植被而发生改变。”虽然这些估计包括土地利用改变了历史火灾状况的重要地区，但与城市化和耕地地区不同，这些地区有可能逆转当前土地利用并恢复到历史火灾状况(Ferry等，1995年)。这些估计既可以被认为是对潜在野外火灾活动的估计，也可以被视为未来火灾制度恢复的可能目标。然而，任何未来的火灾状况都将由社会、政治和经济因素以及当前植被组成的复杂相互作用决定，可能会大大低于这一估计。
二氧化碳、一氧化碳、甲烷、非甲烷碳氢化合物、挥发性有机化合物、一氧化氮、总颗粒物、10微米颗粒物、2.5微米有机物质、有机碳和元素碳的年度生物量消耗和排放估算是通过评估单位面积森林生物量的典型数量和每种地貌类型在典型野外火灾中消耗的比例来计算的。在这项研究中，大峡谷能见度运输委员会火灾排放项目模型被用于计算生物量消耗和排放(Lahm 1994)。国家火灾危险评价系统(NFDRS)燃料模型(1988年伯格认为et al . 1977年)被用于典型的生物质燃料载荷(表2),每个20 NFDRS燃料模型描述的燃料装载燃料类型(细、小、大、生活、(表3)。通过将模型特征与最大和最小返回间隔下的一般燃料条件进行比较，确定每种地貌类型的最大和最小返回间隔的合适NFDRS模型。在最大和最小回火间隔上有显著差异的地貌类型，最好由单独的最大和最小回火间隔燃料模型来表示(表1)。例如，红杉类型的最大和最小回火间隔分别为300年和33年(Agee 1993):燃料模型G(燃料负荷为61Mg/ha)最适合代表300年的燃料积累，燃料模型H(燃料负荷为21Mg/ha)最适合代表33年的燃料积累。通过将每种地貌类型的最大和最小年度燃烧面积乘以排放因子(表4)、生物量消耗和典型的NFDRS燃料模型燃料负荷(Burgan 1988)，计算出年度生物质燃烧和排放估算值。尽管NFDRS旨在解决美国周边地区的燃料复合体问题，但它的局限性在于它只针对地表野外火灾。此时，冠状火的生物量消耗、火灾行为和排放无法精确模拟(Darold Ward，个人沟通)．这种限制可能低估了生物量的消耗和排放，因为从历史上看，树冠火灾在许多不经常发生火灾的森林中很常见，现在仍然如此。这种错误在工业化前和当代的估计中都很常见;因此，每个估计之间的关系受误差的影响比估计本身要小。另一个限制是NFDRS假设自然燃料负荷。过去70年的防火政策导致非自然燃料负荷在许多经常发生火灾的生态系统中积累远远超过历史水平(Sampson et al. 1995)。选择用于当前野火活动的最大和最小水平的NFDRS燃料模型来调整这一限制。环境保护署(1996一个,1997年)排放趋势和温室气体排放清单提供了化石燃料二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机化合物、一氧化氮和10微米颗粒物的比较数据。
表2。国家火灾危险等级系统(NFDRS)燃料模型描述和总燃料装载量。
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表3。总燃油消耗(TFC)的比例，燃烧(FC)和/或闷燃燃烧(SC)消耗的燃料的比例，以及用于每个国家火灾危险评级系统(NFDRS)模型的表4排放因子(EF) (Lahm 1994)。
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表4。排放因子(EF)，单位为每千克燃料消耗产生的排放克数，用于二氧化碳(CO)2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)， 2.5微米的颗粒物(PM2.5)、10微米的颗粒物(PM10)、总颗粒物(PM)、非甲烷碳氢化合物(NMHC)、挥发性有机化合物(VOC)、一氧化氮(NOX)、有机碳(OC)和元素碳(EC)。数据来自Ward和Hardy(1991)。
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在基础数据(例如，Kuchler地图比例尺1:3 168,000)以及本研究中使用的模型和假设(即，基于广义地貌火灾旋转间隔和平均NFDRS燃料负荷和排放因子的假设)中存在公认的局限性。由于这些限制，这个评估应该被认为是第一近似。尽管在进行这种估算时存在许多固有的概念和经验问题，但为了:(1)确定当代、工业化前和预期的生物质燃烧的潜在值范围，这项工作是必不可少的;(2)深入了解在野外火灾中发生的变化幅度;(3)提供一个论坛，讨论这种变化可能对大气、气候、社会和生态系统产生了什么影响，以及未来可能发生什么;(4)建立未来分析的框架;(5)激发更多的研究和辩论。
在毗邻的美国，当代的荒地、规定和农业生物质火灾燃烧0.4 - 2.2 Mha/年、1.2 - 2.0和2.9 - 3.2 Mha/年，分别消耗9 - 59、14 - 72和1 - 5 Tg/年的生物量。在前工业时代，燃烧34 - 86 Mha/年，消耗530 - 1228 Tg/年的生物量。如果在非城市和非农业土地上恢复历史上的火灾制度，将燃烧18 - 43 Mha/年，消耗285 - 601 Tg/年的生物量(图1)。
图1所示。估计每年工业化前、预期当代和当代消耗的面积(Mha)和生物量(Tg x102)对毗邻的美国。
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二氧化碳、一氧化碳、甲烷、非甲烷碳氢化合物、挥发性有机化合物、一氧化氮、总颗粒物、10微米颗粒物、2.5微米颗粒物、有机碳和元素碳排放的工业化前、当代和预期排放估计数的范围可以在图2中找到。图2将这些排放估计值与1995年二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机化合物和10微米颗粒物化石燃料排放的估计值进行了比较。
图2所示。工业化前、预期当代和当代美国相邻地区生物质燃烧的年度排放估算:二氧化碳(Tg x 102)，一氧化碳(Tg)，甲烷(Tg x 10－1)，非甲烷烃(Tg x 10－1)、挥发性有机化合物(Tg x 10－1)，一氧化氮(Tg x 10－1)，总颗粒物(Tg x 10－1)，10微米颗粒物(Tg x 10－1)， 2.5微米颗粒物(Tg x 10 .－1)，有机碳(Tg x 10－1)和元素碳(Tg x 10－2)．这些数据与1995年化石燃料对二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机化合物、一氧化氮和10微米颗粒物的排放估计进行了比较。
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这些结果表明，自前工业时代以来，野外火灾已经显著减少。与现在相比，前工业时代的美国被烧毁的景观多了10倍，消耗的生物量多了8倍，排放的废气多了7倍。格陵兰冰盖(Taylor et al. 1996)、湖泊沉积物(Clark and Royall 1994)和加拿大生态研究(Taylor and Sherman 1996)也发现了工业化前和当代生物质燃烧活动之间的相似量级差异。美国周边地区野地火灾的减少可能对大气、气候、社会和生态系统产生了重大影响。
大气系统效应自前工业时代以来，大气中生物质燃烧标准污染物(一氧化碳、颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物)以及光散射和降低能见度的颗粒(2.5微米颗粒物、有机碳和元素碳)大约减少了七倍。今天，美国环保署(1996b)估计，2.5微米颗粒物和臭氧每年造成1.5万人过早死亡。排放量的大幅减少有可能改善人类健康和风景的能见度。
由于化石燃料排放在增加(Ghan和Penner 1992年)，在生物燃烧排放下降的大部分时期，野外火灾活动减少对大气和空气质量的影响没有得到很好的记录。EPA(1997)报告1995年美国一氧化碳、挥发性有机化合物、氮氧化物和10微米颗粒物的排放量分别为78、20、2和2 Tg。工业化前，这些化合物的生物量燃烧排放量分别为27 - 54、16 - 33、2 - 4和4 - 7 Tg/yr。因此，生物质燃烧减排的净效果是部分减轻化石燃料排放增加对大气的影响，而不是显著改善人类环境。不幸的是，尽管化石燃料燃烧增加对大气的影响因生物质燃烧减少而减轻，但生物质燃烧的独特生态特性(同时土壤加热、养分循环和改变群落结构)却失去了生物圈。
气候系统效应生物质燃烧排放减少对气候的影响以及未来气候变化对野外火灾的影响仍有争议。beplay竞技工业化前美国连续燃烧消耗的生物量为530 - 1228 Tg/yr。这涉及到今天全球热带森林生物量燃烧1300tg /年的50 -100% (Levine 1994)。工业化前和当代生物质燃烧产生的二氧化碳排放量分别为890 - 2100和33 - 189 Tg/yr。1995年化石燃料二氧化碳年排放量为4900 Tg。
从短期来看，野外火灾会释放出大量的温室气体(二氧化碳、一氧化碳和甲烷)。在功能性的火适应生态系统中，燃烧所损失的大部分碳通过新的生长得到恢复，对大气温室气体排放的净影响可以忽略不计(Crutzen和Goldammer 1993)。然而，野外火灾可能是大气中二氧化碳的一个重要的长期吸收。不完全燃烧在野外火灾中很常见，产生了大量的稳定元素碳(即木炭)。在无灰干质量基础上，热解过程中的木炭产量对草、木材、落叶、树叶、小茎和树皮分别为18 - 24,17 - 23,36 - 38,20 - 33,19 - 27,25 - 46%。这种木炭可以在土壤和水生沉积物中保持惰性数百年(Seiler和Crutzen 1980年，Clark和Royall 1994年)。
生物质燃烧产生的颗粒物质已被证明可以降低白天的表面温度(lennoble 1991年)。Penner等人(1992)估计，当代生物质燃烧产生的烟雾颗粒在全球范围内加起来可产生高达2 W/m的冷却效应2．在毗邻的美国，工业化前生物质燃烧2.5微米颗粒的排放量比今天高约8倍(5 - 11比0.3 - 2 Tg/yr)。Clark等人(1996)确定了生物质燃烧从中西部向东北部的区域转移，与本研究一致，并提出大气气溶胶颗粒的这种变化可能影响了该地区的气候。许多其他论文讨论了大气气溶胶粒子，包括野火产生的烟雾，通过气溶胶的直接后向散射效应，以及通过它们作为云凝结核的作用对云反照率的间接影响，在改变全球辐射预算方面的作用。这些研究表明，气溶胶的气候强迫在量级上可能是相等的，但与温室气体相反(Wigley 1989, Charlson et al. 1991, 1992, Robock 1991a、bPackham和Tapper 1996)。Packham和Tapper(1996)指出，大气气溶胶粒子的影响尚未被纳入目前使用的任何一般环流模型。
气候变化也可能影响美国未来的生物质燃烧模式。一项利用戈达德空间研究所环流模型预测大气二氧化碳增加一倍对野外火灾活动的影响的尝试发现，美国闪电火灾的年平均数量增加了44%，而燃烧面积增加了78% (Price and Rind 1994)。
社会系统效应今天是2 -4 x 106公顷/年在荒地和规定的森林火灾中燃烧。如果历史上的火灾发生在非城市和非农业土地上，则为18 -43 x 106Ha /yr会燃烧。这种差异是野外火灾可能性的一个指标。
每年夏天，野外火灾的社会影响都有详细的记录，不幸的是，它以消防员和公众死亡、人员财产损失和灭火成本的形式出现。将火灾排除在许多生态系统之外，增加了野外燃料负荷，超出了自然水平，从而增加了野火的强度和严重程度(NCWF 1994)。如果野外燃料负荷不降低到工业化前的水平，将会产生不利的经济和社会影响。强烈的、严重的野火会造成巨大的财产损失(例如，1987年加州北部，1988年黄石公园，1991年奥克兰山，1993年南加州，1994年西部火灾，1996年太浩湖)将继续发生。扑灭野火的人力和经济成本将继续增加。1994年，扑灭野火造成33人死亡，损失超过10亿美元。在20世纪50 - 70年代非常有效的抑制技术，由于持续的燃料积累，随着野火强度继续增加和高强度野火变得更加频繁，开始失效(NCWF 1994年，美国农业部和美国农业部1996年)。
只有降低碳固存率(即通过城市化和除草剂处理)，将热解分解转化为生物分解(即通过农业和牲畜放牧)，物理移除燃料(即通过木材收获和生物质利用)，和/或在接近工业化前的回火间隔(即使用规定的火)燃烧该地区，才能减少和维持燃料负荷。不幸的是，只有恢复工业化前的火灾制度才有可能维持频繁火灾制度的生态系统。
生态系统效应当代野外火灾活动与非城市和非农业土地恢复历史火灾制度的预期之间的差异(2 - 4 vs. 18 - 43 x 10 Mha/年)也是已经发生的生态系统扰动的衡量标准。野外防火的生态效应已被充分记录，特别是在美国西部(Clark and Sampson 1995, Sampson et al. 1995)。Ferry等人(1995)确定了五个生态系统，总计160亿公顷，由于火灾状态的改变，这些生态系统正在经历物种组成、物种多样性和/或相对丰度的变化。阻火已被确定为许多生态系统的主要威胁:白皮松(Kendall 1995)、橡树稀树草原(Henderson和Epstein 1995)、黄松(Mutch等人1992)、长叶松(Streng等人1993)、沥青松(Heusser 1979)、白杨(Bartos等人1991)、高草草原(Collins和Wallace 1990)等。Hessl和Spackman(1995)发现，在美国周边地区发现的146种受威胁、濒危和稀有植物中，有关于火灾影响的确凿信息，其中135种受益于野外火灾或发现于适应火灾的生态系统中。
生态过程的恢复是促进生态系统稳定和保护生物完整性的关键(Samson和Knopf 1993)。使用规定的火来故意燃烧野外生物，已经成功地恢复了许多适应火灾的生态系统的野外火灾状态(Wright和Bailey 1982)。目前，60% - 90%的土地被烧毁是规定的荒地或农业燃烧;有人建议需要额外的规定的野外火灾(USDA和USDI 1996年)。
结果还表明，要在非城市和非农业土地上恢复历史火灾状态，必须燃烧3 - 6倍的面积，消耗4 - 8倍的生物量(图1)，产生6 - 9倍的排放量(图2)。在过去的一个世纪中，由于防火政策的持续碳封存，荒地生物量积累远远超过历史水平(Clark和Sampson 1995年，美国农业部和美国农业部1996年)。剩余的荒地的单位平均排放量可能会比前工业化时代更高，因为荒地生物量的积累不仅远远超过了历史水平，而且剩余的荒地中更大的比例是森林和灌木丛，它们单位面积含有更多的生物量(Burgan 1988)，燃烧效率更低(Sandberg et al. 1979)。
尽管有生态效益，但野外火灾恢复具有重大的社会、政治和经济影响。没有其他类型的燃料减少(如放牧、木材收割、生物质利用等)可以复制野外火灾的独特生态效应(同时土壤加热、养分循环和改变群落结构)。如果不按比例减少农业或化石燃料排放(这是不可能的)，如果野外火灾作为一个生态过程恢复，预计人类健康风险和大气影响将会增加。
野外火灾一直是，并将继续是塑造美国毗连景观的重要过程，无论是不必要的野火还是恢复性的，规定的火灾。从历史上看，人类已经与流程交互，无论是被动的还是主动的，并将继续这样做。未来关于是否排除或恢复野外火灾的管理决策必须包括短期和长期的社会、生态、大气和气候影响，以及任何新的野外火灾制度的区域后果。需要综合所有影响的生物质燃烧新政策，并且最好在地方或区域一级制定，以便最好地评估土地使用、生态反应以及大气和社会影响(Crutzen和Goldammer 1993)。
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致谢
我非常感谢美国地质服务局的T. R. Loveland和美国环境保护署的J. Kinnee提供的AVHRR和Kuchler土地分类数据和地理信息系统的协助。
j·K·阿吉1993.西部森林火灾生态学。岛屿出版社，华盛顿特区，美国。
安德森，m.k。1996.照料荒野。恢复和管理说明14(2): 154 - 165。
阿什，A. N.， C. B.麦克唐纳，E. S.凯恩，C. A.波利斯。1983.天然和改良的pocoins:文献合成和管理选择。美国内政部，USDI美国鱼类和野生动物管理局/ OBS-83/04。
巴托斯，D. L.， W. F. Mueggler和小R. B. Campbell。1991.在怀俄明州西部，白杨通过吸吮燃烧的地点再生。美国农业部，林业局研究论文int - 448。
伯根，r.e。1988.1978年国家火灾危险等级系统的1988年修订版。美国农业部，林业局研究论文se - 273。
查尔森，R. J.兰德纳，H.罗德，C. B.列维和S. G.沃伦。1991.人为硫酸盐气溶胶的后向散射对北半球辐射平衡的扰动。忒勒斯43:152 - 163。
查尔森，R. J.， S. E.施瓦茨，J. M.黑尔斯，R. D.塞斯，小J. A.科克利，J. E.汉森和D. J.霍夫曼。1992.人为气溶胶的气候强迫。科学255:423 - 430。
克里斯滕森。1978.东南部生态系统的火灾制度。112 - 136页在美国农业部，林业局一般技术报告WO-26。
_________。1991.复杂景观上的可变火灾制度:生态后果，政策影响和管理策略。页面ix-xiii在S.C. Nodvin和t.a. Waldrop，编辑。火与环境:生态与文化视角。美国农业部，林业局一般技术报告se - 69。
克拉克，j。S。和p。r。罗亚尔。1994.北美生物质燃烧产生的工业化前颗粒物排放和碳封存。生物地球化学23:35-51。
克拉克，j·S, b·j·斯托克，p·j·h·理查德。1996.19世纪以来北美东部生物质燃烧对气候的影响。全球变化生物学2：433 - 442。
克拉克，l。R。和R。n。桑普森。1995.西部内陆的火灾生态系统健康:科学和政策读者。美国华盛顿特区的美国森林。
柯林斯，S. L.和L. L.华莱士，编辑。1990.北美高草草原的火灾。俄克拉荷马大学出版社，诺曼，俄克拉荷马，美国。
克雷格,C。1988.农业在全国范围内燃烧。办公室间备忘录，俄勒冈州农业部，塞勒姆，俄勒冈州，美国。
克罗斯比，a.w.1986.生态帝国主义。剑桥大学出版社，纽约，美国。
Crutzen, P. J.和J. G. Goldammer，编辑。1993.环境火灾:植被火灾对生态、大气和气候的重要性。John Wiley，纽约，纽约，美国。
迪明，J. E.布尔根，J. D.科恩。1977.国家火灾危险定额制度- 1978。美国农业部，林业局一般技术报告INT-39。
EPA(美国环境保护署)。1992.规定的燃烧背景文件和技术资料文件，为最佳可用的控制措施。美国环保局，空气质量规划和标准办公室，研究三角园，北卡罗来纳州，美国。
_________。1996一个。1990-1994年美国温室气体排放和汇清单。230 r96006出版。美国环境保护局，政策、规划和评估办公室，华盛顿特区，美国。
_________。1996b。美国环保署宣布了烟雾(臭氧)和颗粒物的新空气质量标准。http://ttnwww.rtpnc.epa.gov/naaqspro/
_________。1997.全国空气质量和排放趋势报告，1995年。EPA，空气质量规划和标准办公室，三角公园，北卡罗来纳州，美国。
尤尔，k。C。1994.美国东南部柏树沼泽的火灾。111 - 116页在S.I.天蓝和R. T.恩斯特罗姆是编辑。湿地火灾:管理视角。第19届高木材会议记录，塔拉哈西，佛罗里达，美国。
费里，g.w.， R. G.克拉克，R. E.蒙哥马利，R. W.马奇，W. P.利恩豪茨和G.托马斯·齐默尔曼。1995.在适应火的生态系统中改变火的状态。222 - 224页在E. t .拉罗、G. S.法里斯、C. E.帕克特、P. D.多兰和M. J.麦克，编辑。我们的生活资源。美国内政部，国家生物服务，华盛顿特区，美国。
费希尔，W. C。1995.火灾影响信息系统(数据库)。美国农业部林业局，山间研究站，蒙大拿密苏拉，美国。[磁带卷;9轨道1600 bpi, ASCII和常见的Lisp存在。]
甘，S. J.和J. E.彭纳。1992.烟雾，对气候的影响。地球系统科学百科全书4：191 - 198。
亨德森，R. A.和E. J.爱泼斯坦。1995.威斯康星州的橡树稀树草原。230 - 232页在E. t .拉罗、G. S.法里斯、C. E.帕克特、P. D.多兰和M. J.麦克，编辑。我们的生活资源。美国内政部，国家生物服务，华盛顿特区，美国。
赫斯尔，A.和S.斯帕克曼。1995.火灾对受威胁和濒危植物的影响:附注释的书目。美国内政部，国家生物服务，信息和技术报告2。
海因塞尔曼，m.l.。1978.火灾强度和频率是影响北方生态系统分布和结构的因素。页面7-57在美国农业部，林业局一般技术报告WO-26。
处,C。1979.松林的植被历史。215 - 312页在编辑R.T.福尔曼。松林荒地:生态系统与景观。学术，纽约，纽约，美国。
肯德尔，k.c。1995.白皮松:处于危险中的生态系统。228 - 230页在E. t .拉罗、G. S.法里斯、C. E.帕克特、P. D.多兰和M. J.麦克，编辑。我们的生活资源。美国内政部，国家生物服务，华盛顿特区，美国。
库塞拉，c.a。1978.草原和火。90 - 111页在美国农业部，林业局一般技术报告WO-26。
库奇勒，a.w.1964.美国周边潜在的自然植被。美国地理学会，纽约，美国。
拉姆,P。1994.大峡谷能见度运输委员会排放清单。西部州长协会，美国科罗拉多州丹佛市。(未发表)
列文，j.s.。1994.生物质燃烧和温室气体的产生。139 - 160页在编辑R.G.扎普。气候生物圈相互作用:生物排放和气候变化的环境影响。beplay竞技John Wiley，纽约，纽约，美国。
Lenoble, J。1991.生物质燃烧产生的颗粒物质:其辐射影响的教程和关键审查。381 - 386页在J.S.莱文，编辑。全球生物质燃烧:大气、气候和生物圈的影响。麻省理工学院出版社，美国马萨诸塞州剑桥市。
拉夫兰。t。R。和h。l。哈奇森。1995.通过卫星图像监测景观变化。468 - 473页在E. t .拉罗、G. S.法里斯、C. E.帕克特、P. D.多兰和M. J.麦克，编辑。我们的生活资源。美国内政部，国家生物服务，华盛顿特区，美国。
洛芙兰，T. R.， J. W.商人，D. O.奥伦和J. F.布朗。1991.为美国周边地区建立土地覆盖特征数据库摄影工程与遥感“，57(11): 1453 - 1463。
麦克亚当斯，M. T.， K. R.米尔登，和D. P.肯特。1983.未来环境问题的评估-农业残留物。太平洋环境服务。[为美国环境保护署准备。]
Mlot C。1997.哪里有烟，哪里就有芽。科学新闻151:334.
马奇，R. W.， S. F.阿诺，J. K.布朗，C. E.卡尔森，R. D.奥特马和J. L.彼得森。1992.蓝山的森林健康:适应火灾的生态系统的管理策略。美国农业部，林业局一般技术报告gtr pnw - - 310。
NCWF。1994.国家野火灾害委员会的报告。美国华盛顿特区的美国森林。
NIFC。1997.1996年统计和总结。美国爱达荷州博伊西国家跨部门消防中心。
帕克汉，D.和N.塔珀。1996.beplay竞技气候变化和生物质燃烧。13th火灾和森林气象会议，洛恩，澳大利亚。
彭纳，j.e.， R. E.狄金森，C. A.奥尼尔。1992.生物质燃烧产生的气溶胶对全球辐射预算的影响。科学256:1432 - 1434。
Price, c和d。1994.2xCO的影响2气候对闪电引发火灾的影响。气候杂志7: 1484 - 1494。
派恩，s.j.。1982.火灾在美国:荒野和农村火灾的文化史。普林斯顿大学出版社，美国新泽西州普林斯顿。
_________。1995.世界火:地球上的火文化。Henry Hold，纽约，纽约，美国。
罗博克,。1991一个。生物质燃烧产生的烟雾导致表面冷却。463 - 476页在j·s·莱文，编辑。全球生物质燃烧:大气、气候和生物圈的影响。麻省理工学院出版社，美国马萨诸塞州剑桥市。
_________。1991b。森林大火烟雾导致地表冷却。地球物理研究杂志96:20869 - 20878。
桑普森，r。N。l。r。克拉克，l。z。莫瑞兰。1995.西部内陆森林生态系统健康。53 - 62页在编译器L.G. Eskew。通过造林促进森林健康。1995年自然造林讨论会，1995年5月8日至11日;梅斯卡莱罗，新墨西哥州。美国农业部林业局通用技术报告rm - gtr - 267,美国农业部，林业局，落基山森林和牧场实验站，美国科罗拉多州柯林斯堡。
参孙，F. B.和F. L.克诺夫。1993.管理生物多样性。野生动物学会公报21:509 - 514。
桑德伯格，d.v.， J. M.皮耶罗维奇，D. G.福克斯和E. W.罗斯。1979.火灾对空气的影响:研究现状综述。美国农业部林业局通用技术报告WO-9。．
塞勒，W.和P. J.克鲁岑。1980.估算生物圈和大气之间生物量燃烧产生的碳总通量和净通量。beplay竞技2：207 - 247。
斯特朗，D. R.， J. S.格利岑斯坦，W. J.普拉特。1993.评估长叶松林燃烧季节的影响:一项重要的文献综述和一项正在进行的长期研究的一些结果。227 - 264页在S.M.赫尔曼，编辑。第18届高大木材火灾生态会议，塔拉哈西，美国佛罗里达州。
泰勒，K. C.， P. A.马耶夫斯基，M. S.特维克勒和S. I.惠特洛。1996.在GISP2冰芯记录的生物质燃烧:来自加拿大东部的记录?全新世6(1): 1 - 6。
泰勒，S. W.和K. L.谢尔曼。1996.不列颠哥伦比亚省当代和史前荒野大火的生物量消耗和烟雾排放。FRDA报告249，维多利亚，不列颠哥伦比亚，加拿大。
美国农业部和美国农业部。1996.联邦荒野火灾管理政策和计划审查。美国农业部和美国内政部，美国华盛顿特区。
韦德，D, J.尤尔，R.霍夫斯泰特。1980.南佛罗里达生态系统的火灾。美国农业部林业局通用技术报告SE-17。
沃德，d。E。和c。c。哈迪。1991.野火产生的烟雾。环境信息17:117 - 134。
沃德，D. E.彼得森和W. M.郝。1993.1989年美国规定火灾的颗粒物和空气有毒物质排放清单。在《空气和废物管理协会论文集》86th1993年6月14日至18日，美国科罗拉多州丹佛市年会和博览会。空气和废物管理协会，美国宾夕法尼亚州匹兹堡。
赖特，H. A。1988.火在西南生态系统管理中的作用。页1 - 5在J.S.克拉姆斯，编辑。西南自然资源消防管理效果研究。美国农业部林业局通用技术报告rm - 191。
赖特，H. A.和A. W.贝利。1982.火灾生态学:美国和加拿大南部。John Wiley，纽约，纽约，美国。
通讯地址:
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＊本文版权于2000年1月1日由美国生态学会转让给韧性联盟。
