• 1 引言

火灾是一种自然干扰，它塑造了生态系统的分布，影响了植物进化和群落组合，并影响了全球的生物地球化学循环。这是因为，在有火源的情况下，大多数陆生植物都能在一定的天气条件下燃烧。不过，在相同条件下，有些植物比其他植物更易燃，也就是说，它们更容易燃烧，从而促进火灾的发生和蔓延。这种在有火源的情况下燃烧的能力被称为可燃性；换句话说，可燃性就是燃料燃烧和火势蔓延的容易程度，燃料可以是植物器官、整株植物或植物群落。野地燃料的可燃性并不是一个单一的指标，传统上是通过以下四个方面来确定的：（i）燃料的易燃性（ignitability）；（ii）燃料的燃烧强度（combustibility）；（iii）燃料的燃烧量（consumability）；（iv）燃料的燃烧时间（sustainability）。可燃性的这些组成部分并不总是独立的，也不容易将它们纳入统一的生态和进化背景中。然而，最近的许多研究在选择植物可燃性指标时仍然考虑了这些成分，因为不同的可燃性成分对火灾行为和生态响应有不同的影响。因此，为特定目的选择最相关的指标已成为一项挑战，这使得术语和方法的标准化变得越来越重要。

可燃性可通过现场和实验室实验测试进行评估。野外燃烧实验可以更真实地模拟火灾行为，但进行此类实验非常复杂，条件也难以标准化。在实验室条件下进行的可燃性测试可对选定的物种和植物部分进行准确、标准化和可重复的测量。通过这种方法，可以确定解释植物可燃性变异的生态生理特征及其进化驱动因素。例如，不同可燃性指标（可燃性、火焰蔓延速度和热释放）的组合区分了易燃生态系统中的不同可燃性策略（即不易燃、快易燃和热易燃物种）。同样，植物可燃性测量有助于了解火灾-植被的反馈作用，这种反馈作用是mesophication过程或火灾驱动的生物入侵的基础。此外，实验室测试还能更好地控制点火过程中的条件（如燃料量和水分），这与解释可燃性数据息息相关。最后，这些可燃性测试以相对简便的方式为燃料模型的构建提供了宝贵的数据，而燃料模型是许多火灾风险模拟器的基础。事实上，根据实验室实验方法得出的物种可燃性排名与专家意见一致，这鼓励了在火灾管理规划中使用这些方法。

由于可燃性概念的复杂性，随着时间的推移，人们开发了大量的衡量标准和方法。然而，标准化术语的缺乏阻碍了植物可燃性研究的进展。例如，“最高温度”一词既指燃烧燃料的最高温度，也指火焰的最高温度，后者通常低于前者。除了在燃烧过程中测量燃料温度还是空气温度更有意义之外，还应注意的是，这些指标对记录设备（如红外摄像机或不同材料和直径的热电偶线）、记录频率等因素非常敏感。因此，所使用的仪器（及其配置）应取决于其测量目的，因为热电偶探头难以捕捉空间变化，而红外传感器则无法充分测量薄火焰的温度。同样，点火时间可能因点火源的强度而异，而点火源的强度又会因燃烧装置（如外辐射器中的辐射热或燃烧台中的火焰）的不同而变化。因此，要评估植物可燃性的全球模式，就必须对现有信息进行系统化。在此背景下，我们着手建立一个开放式的全球数据库，收录在实验室条件下测量的植物可燃性性状。利用该数据库，我们的具体目标是（a）确定在实验室条件下测量植物可燃性的方法的多样性；（b）规范与植物可燃性研究相关的术语；（c）找出我们从实验室实验中获得的植物可燃性知识在地理、生态和分类学方面的差距。据我们所知，这是首个有关植物可燃性状的全球数据库。我们希望该数据库能促进植物进化生态学的协同研究，并为更好地从机理上理解植物可燃性提供有用信息，从而更好地应对日益易燃的地球。

• 2 方法

我们通过搜索同行评议出版物、学术论文、技术报告和书籍来编制植物可燃性状数据库FLAMITS，这些出版物、学术论文、技术报告和书籍提供了在实验室条件下通过实验获得的陆生植物（或地衣）单个器官或组织可燃性的定量数据（具体或种内水平）。为了进行综述，我们使用谷歌学术搜索引擎输入了以下关键词组合：“flammab” AND “plant”, “flammab” AND “trait”, “fire behaviour” AND “plant”, “fire behaviour” AND “trait”, “burning” AND “plant” AND “trait”。使用关键词的西班牙文翻译重复在谷歌学术中的搜索：“inflamab” AND “planta”, “inflamab” AND “rasgo”, “comportamiento del fuego” AND “planta”, “comportamiento del fuego” AND “rasgo”, “quema” AND “planta” AND “rasgo”。我们还使用以下关键词组合在两个学术数据库（即Web of Science和SciELO）中进行了搜索：“flammabl*” AND “plant*”, “fire behaviour” AND “plant”, “fire behaviour” AND “trait”, “burning” AND “plant” AND “trait” (also in Spanish: “inflamab*” AND “planta*”, “comportamiento del fuego” AND “planta”, “comportamiento del fuego” AND “rasgo”, “quema” AND “planta” AND “rasgo”)。这一搜索共检索到992篇出版物。除了68篇文章外，我们可以查阅到该搜索结果中的大部分文章。纳入FLAMITS的研究必须符合以下标准：（a）实验室控制实验；（b）包括可燃性属性的定量数据（如燃烧时间、热值）；（c）提供特定或种内级别（亚种或品种）的数据，因此不包括种间混合燃料的数据；（d）提供点火方法的详细信息，包括植物燃烧的部位（如整株植物、叶子）。共有629篇出版物不符合这些标准（其中84%为同行评审文章），主要是因为它们没有提供植物可燃性的定量数据（标准b）。为避免伪复制，从已收录于FLAMITS的原始研究论文中收集数据的出版物也被剔除。因此，有22项研究被放弃。

FLAMITS由五个表格组成，这些表格通过唯一标识符相互连接（图1；表1）：“Data”，包括主要数据值及其解释的关键信息；“Taxon”，包括数据库中分类群的分类学和生态学描述；“Synonymy”，将数据库中使用的分类群名称与数据源中使用的同义名称联系起来；“Site”，包括研究地点的地理位置和生态特征的详细信息；“Source”，包括使用的参考文献。每个表格都以文本文件的形式提供，文件中的数值以逗号分隔（.csv）。

在“Data”文件中，每条记录包括在特定研究（source_ID）中获得的特定分类群（taxon_name）的可燃性性状数据（column: var_value），通常是针对特定地点（site_ID）和特定采样时间（sampling_time）的数据，也有例外情况（即多个地点或采样时间的平均数据）。定量数据直接从表格中收集，或使用DataThief软件从图表中提取。可燃性性状的名称（及其单位）根据测量描述进行了统一，并分配给四个可燃性维度（flam_dimension）之一：ignitability，combustibility，sustainability和consumability（见表1）。此外，我们还记录了一个综合了上述可燃性维度的半定量变量，在flam_diension一栏中将其归类为“integrated”（见表1）。可燃性实验的相关信息也被系统化并纳入数据库（表1）：用于实验燃烧的设备类型（burning_device；如马弗炉、烤架；参见表2中的描述）、点火源（ignition_source；如火焰、加热器）、预热方法（即暴露于点火源之前的处理；preheating）、用于测量温度的装置（temp_device）以及生物体的燃烧部位（plant_part）。如果可用，FLAMITS还包括燃料是活的还是死的（fuel_type）、样本在燃烧实验前是否经过预干燥（predrying），以及燃料的水分含量（fuel_moisture）和取样时间（sampling_time；表1）。此外，根据研究地点的信息，并与全球数据库（即Plants of the World Online）相互印证，还说明了所研究的标本是取自该物种的原生分布区还是非原生分布区（原产地）。最后，每条记录都与研究地点的唯一标识符（site_ID）和数据源的另一个标识符（source_ID）相链接。

首先检查分类群名称是否拼写错误，然后使用World Flora Online（WFO）和分类群名称解析服务（TNRS）搜索同义名称。请注意，在某些情况下，分类群仅在属一级确定。“Synonymous”文件包括公认名称和相应参考文献中使用的名称。“Taxon”文件还包括公认的分类群名称以及根据APGIV和PPGI系统划分的分类科。此外，我们还按照Kew Royal Botanic Gardens（KEW）的标准，根据科类（monocot, dicot, gymnosperm, pteridophyte, bryophyte）对物种进行了分类。利用《Encyclopedia of Life》（EOL）、《Plants of the World Online》（POWO）、《World Species Website》（WSW）和Wikipedia等数据库查询了各分类群的生命史性状信息，特别是寿命、生长型和叶片物候。木质化的分类遵循Pausas等和Kattge等的方法。表2中定义了寿命、生长型、叶片物候和木质度的类别。

每个采样点的地理描述都编入了“Site”文件，包括纬度、经度、国家和地点。坐标或者直接从信息源收集，或者从采样点估算。如果资料来源没有提供取样点的详细信息（如位置或坐标），则将焚烧实验的地点（及相关地理数据）包括在内。名为type的一栏用于报告该地点对应的是取样点还是焚烧点。通过坐标，我们确定了相应的生态区和该地点的火灾活动。

所有记录都标明了原始参考文献，以便用户自行验证数据的准确性。此外，还注明了数据源的类型，同行评议文章是主要的数据源（85%）。除了技术报告和三篇预印本（共占数据源的1%）外，所有数据源都有自己的数据验证机制。在所有情况下，每个数据源的数据质量及其与FLAMITS数据库相应字段的匹配性都经过了仔细检查。最后，对于定量数据，使用频率分布直方图确定极值；对这些极值的原始来源进行修订，如果可能有误，则予以剔除。

• 3 数据说明

我们确定了1961年至2023年5月15日期间发布的295个符合条件的数据源。FLAMITS数据库共包含19,972条记录，涉及1,790个分类群，隶属于1,784种、883属和186科。大部分数据与多年生植物（占分类群的99%）相对应，主要是木本物种（88%），尤其是树木（61%）。登记了40种不同的可燃性变量。燃烧时间（4,140条记录）、热值（2,048条记录）、燃烧持续时间（1,623条记录）、燃烧持续时间（1,471条记录）和最高火焰温度（°C）（923条记录）是代表性最强的可燃性变量，占数据库记录的51%。相应地，与可燃性（36%）和可燃性（35%）相关的变量也是代表性最强的变量。

在实验室条件下，有多种方法可用于研究植物的易燃性。我们确定了12种装置，其使用取决于被评估植物的不同部位（见附录S1中的“支持信息”）。首批实验针对植物的小部分，如叶子（43%）和树枝（15%），使用的仪器包括热量计（26%）、外辐照仪（20%）和燃烧台（17%）。2011年，开发了一种嫩枝可燃性装置（以下简称烤架），通常焚烧70厘米长的树枝。这种新方法（占FLAMITS记录的15%）可获得更真实的植物可燃性值，因为它（至少部分地）考虑到了植物结构对燃料连通性以及通过燃料的气流的影响，而这两者都会对可燃性产生重大影响。

FLAMITS记录分布于129个生态区。代表性最强的生态区域是那些火灾活动处于中度到高度的生态区域（图2），这些生态区域包括古北区的地中海森林、林地和灌木林（占记录的22%）以及澳大拉西亚的温带阔叶林和混交林（占13%）。总的来说，季节性热带生态系统的代表性不足，尽管它们是全球最易发生火灾的生态系统。在古北区和近北区，尽管野火在很大程度上影响了北方森林的动态，但泰加林区的信息却缺失。大多数物种仅在其原生分布范围内进行了评估（73.9%），而349个物种（19.5%）仅在其非原生分布范围内进行了研究，118个物种（6.6%）在其原生和非原生分布范围内均进行了研究。

• 4 结束语

可燃性是植物的一个复杂特性，引起了进化生物学家和土地管理者的关注。前者感兴趣的是植物进化过程中的一种特性，这种特性对植物来说可能是致命的，但却能提高它们的适应性。然而，大多数关于可燃性的研究都集中在如何降低火灾危害上。因此，有关植物可燃性的大部分研究都是在地中海盆地等人烟稠密的地区进行的，而在季节性热带生态系统和北方森林等易燃性高但人烟稀少的地区则很少。我们对物种原生地以外的可燃性也知之甚少，这妨碍了我们对生物入侵如何改变世界各地区火灾-植被反馈的理解。

用于衡量植物可燃性的指标繁多，凸显了这一现象的复杂性。此外，由于所使用的燃料类型不同，可燃性的测量方法也不同，因此很难将可燃性从小的组织和器官扩展到大的枝条或整株植物；更难的是在群落尺度（火灾蔓延的尺度）上测量植物的可燃性。无论如何，与可燃性和可燃性相关的变量在FLAMITS中体现得最多，这可能是因为它们适用于燃料削减规划或预测火灾行为及其对植被的影响。通过跨学科研究加深对植物可燃性的理解将有助于生成标准化数据，便于人类世火灾机制的管理。

• 数据可用性声明

组成数据库的五个文本文件可在DRYAD网站https://doi.org/10.5061/dryad.h18931zr3公开获取。

• 文献信息