森林破坏已经成为继化石燃料燃烧之后，大气中CO2浓度增加的第二大来源。林火发生释放大量的CO、CO2和碳氢化合物不仅影响该区域的碳循环，而且所产生的烟尘和其他烟气成分对周边环境、人类的生产生活产生巨大影响。因此，从林火烟气成分分析的角度研究林火的生态影响具有独特的意义和应用价值。本文选择我国南方分布最广泛、火灾危险隐患最大的马尾松林为研究对象，从该典型林分地表可燃物入手，定量和半定量地对不同可燃物燃烧所产生的主要气体成分进行测试分析，研究其排放规律。主要工作如下：　　 (1)森林可燃物燃烧烟气的仪器分析方法和理论分析方法　　 探索了一套基于热重分析仪一傅立叶变换红外光谱分析仪联用( TG-FTIR)技术的林火烟气测试的工作方法。该方法在对森林可燃物燃烧的热失重过程进行热重分析的同时，同步地对热解气体成分进行傅立叶变换红外光谱( FTIR)分析，从而实现了对燃烧过程诸因素的跟踪分析。以马尾松林地表可燃物为典型试样，较完整地描述了森林可燃物气体释放的机理和规律，并根据朗伯特一比尔定律(The Lambert-BeerLaw)，在OMNIC软件的基础上开发了可燃物气体释放的定量分析方法。运用该方法成功地计算了马尾松林下14种可燃物的CO2排放因子，估算了福州地区马尾松林内设置样地的地表可燃物的CO2排放量。　　 (2)研究了不同供氧水平对马尾松林可燃物烟气成分及其浓度的影响　　 以马尾松各种器官凋落物为试样，分别使用热红联用仪测定了不同供氧条件下试样热解和燃烧产生的主要气体的浓度差别。结果表明：在充分供氧的条件下，可燃物产生的CO2比纯氮气氛下热解产生的CO2多5～8倍；而可燃物在纯氮气中热解，则能够产生更多成分复杂的有机化合物。这一结果为进一步研究不同燃烧状态的森林可燃物气体释放类型及释放量提供了重要的参照。　　 (3)测定并研究了马尾松林地表可燃物热解燃烧的烟气排放过程规律　　 测定了4种马尾松林分类型456个可燃物样本热解燃烧过程各阶段气体排放量、排放延续的时间、排放量达到峰值时的温度。实验表明在程序升温的条件下，可燃物在2500C时开始大量增加气体排放，当升温至620℃左右时，在有氧气条件下可燃物热解燃烧的气体排放基本结束，然而在纯氮气下，则继续排放气体，甚至在950℃时仍然有CO2和CO排放。这个事实说明马尾松林可燃物的有机物热解是在一个很宽的温度范围内发生的。　　 实验还发现CO的排放存在明显的双峰现象，并且CO双峰现象与环境含氧量存在明显的关联，两个CO排放峰出现的温度和有机物排放的峰值温度基本吻合。而与CO2的排放相异。　　 从官能团重建(Chemigram)图可以看到，总气体释放量、CO2. CO以及气态有机物的释放在275℃、350℃C和475℃等温度下存在排放量的峰值变化，在纯氮气下热解时松针试样的CO2和CO排放峰值温度基本相同，均为375℃。这表明森林可燃物在热解过程中发生了2～3次的反应高峰期，这种观点得到可燃物的TG曲线和c-DTA曲线变化的佐证。　　 (4)测定并研究了不同马尾松林下地表可燃物气体排放差异　　 研究发现，马尾松林4种不同器官凋落物释放的气体在组成和浓度上存在明显差异。松针在气体排放总量和C02排放量最高，而CO的排放量最低。这说明松针是最易燃的马尾松凋落物。与此相反，马尾松球果的气体排放总量和CO2排放量明显低于其他样品，而CO值最高，说明球果是最不易燃烧的马尾松凋落物。　　 (5)研究了马尾松林下不同层次典型地表可燃物的气体排放量和排放机理　　 分别对马尾松下14种典型和优势分布的地表可燃物的起始分解温度、热解燃烧残余百分比、气体排放量和CO2/CO值进行了比较分析，找出了CO2/CO值与可燃物理化、燃烧性质的关系。研究表明赤楠(Syzygium buxifolium)和野漆(Toxicodendronsuccedaneum)等灌木的燃烧排放的气体总量和C02总量超过了松针、芒萁　　 (Dicranopteris dichotoma)等居于前列，赤楠和黄栀子(Gardenia jasminoides)的CO2/CO值最高，托竹(Arundinaria cantorii)和五节芒(Miscanthus floridulus)等禾本科草本则在气体排放总量、CO2量和CO2/CO值等几项指标上均为最低(除了半分解层)。　　 上述工作是建立在福州地区典型马尾松林的实地生态调查以及大量样本采集的基础上完成的。在实验室内，对诸如升温方案、反应环境(气体)等影响烟气排放的因子进行了合理的设计和控制，实现了对复杂林火烟气释放影响因子的降维分析。该工作对可燃物燃烧、气体释放的机理的研究对不同马尾松林可燃物燃烧气体释放总量的估算，以及林火对环境影响的评估尤其是对大气碳循环的研究具有重要参考价值。　　 对于林火释放的某些含量少、降解周期长的有毒有害气体还需要更方便、灵敏度更高的测试手段。比如烟气中对人体健康危害很大的多环芳香烃(PHA)成分的分析，特别是直接的定量分析还需借助更有效的仪器和理论分析手段。另一方面，对于我国南方森林的其他林型和更广泛区域的森林可燃物气体释放还需要进行大量的工作。今后，如何迸一步采集实际发生的林火烟气样本进行详尽的分析则是一项艰巨而有意义的工作。