低强度林火对兴安落叶松林土壤理化性质的影响

杜嘉林 胡海清

摘要[目的]探讨低强度林火对兴安落叶松林土壤理化性质的影响。[方法]依据地表可燃物损耗量来判断林火强度，在大兴安岭松岭林区落叶松林混交林火烧迹地选择低强度林火迹地为样地，对低强度林火迹地与对照样地的土壤理化性质进行3 a连续测定和比较分析研究。[结果]低强度林火主要影响森林土壤A层容重，没有对土壤B层产生显著影响；低强度林火燃烧后土壤A层持水量和贮水能力减小，火烧虽然没有改变土壤B层的有机质，但孔隙度相差明显；低强度林火提高了A层土壤pH，随时间的推移土壤pH从6.4恢复到5.4，说明低强度林火对土壤pH影响有限；低强度林火对土壤有机质再分配是有影响的，不单纯地表现为减少趋势，可能更多的是分解；土壤营养元素中以N素最易挥发，火烧后迹地土壤A层全N量下降；低强度林火对速效K含量增加只限于一个生长季。火后Ca，Mg和P的含量的变化结果与K近似。[结论]有计划地实施低强度林火对森林具有一定的保护作用。

关键词低强度林火；土壤性质；影响

中图分类号S762文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04305-04

Effects of Lowintensity Forest Fires on Soil Properties of Larix gmelinii

DU Jialin，HU Haiqing（College of Forestry，Northeast Forestry University，Harbin，Heilongiang 150040）

Abstract[Objective]The effects of lowintensity forest fires on soil properties of Larix gmelinii were studied.[Method]Soil physical and chemical characters of mixed deciduous pine forest under lowintensity forest fire at XinLin district，Daxinganling region were investigated for 3 years.[Result]Low intensity mainly affects A layer Volume weight，and has no significant effection on forest soil of B layer.After low intensity forest fire，the waterholding capacity of A layer was descent，and the forest fire didnt change the organic matter，but the porosity of soil has been changed. Lowintensity forest fire can improve the soil pH of A layer.With the time passed，the pH of soil restored from 6.4 to 5.4，the lowintensity fires have a limited impact on soil pH . Low intensity forest fire can affect the soil organic matter redistribution，which has more important impact on organic matter is decomposition. After lowintensity forest fire，the enhance of nitrogen mineralize rate led to a decrease of nitrogen in A layer.The enhance of available K after lowintensity fires can only continue one growing season. The content changes of Ca，Mg and P were similarly to K after lowintensity forest fire.[Conclusion]The implementation of the planted low intensity fires has certain protective effect on forest.

Key wordsLowintensity forest fire；Soil properties；Effect

林火是生態系统中的重要生态因子之一[1]。林火会燃烧大量的森林凋落物，进而影响土壤物理和化学性质。随着我国森林防火控制能力的不断提高，高强度森林大火的机率降低，多为小面积、低强度林火。大兴安岭是我国重要的林区，又是火灾多发区[2]。兴安落叶松（Larix gmelinii）是该区的主要建群种[3]。研究低强度林火对大兴安岭地区动植物的影响是十分必要的[4-10]。笔者在依据地表可燃物损耗量确定林火强度的基础上，对大兴安岭新林区落叶松林混交林的低强度林火迹地与对照样地的土壤理化性质进行连续3 a测定和比较分析，为今后开展林火应用的定量评价提供科学依据。

1研究方法

图1落叶松林A层土壤容重变化曲线图2落叶松林B层土壤容重变化曲线2.1.2总孔隙度。林火1 a土壤A层总孔隙度下降3.06%（表1），随时间的推移A层总孔隙度逐渐超过对照区（图3），3 a后火烧迹地总孔隙度多于对照。林火1 a土壤B层孔隙度降低（图4），随时间推移趋近于对照区。说明低强度林火燃烧表层物质后持水量和贮水能力减小，火烧虽然没有改变土壤深度的有机质，但孔隙度相差明显。图3落叶松林A层总孔隙度变化曲线图4落叶松林B层总孔隙度变化曲线2.2土壤化学性质的变化

2.2.1pH的变化。林火1 a土壤A层pH升高至6.4（表2），随时间的推移，A层pH逐渐接近对照区（图5），3 a后pH火烧与对照区相同。林火1 a土壤B层pH基本无变化（图6），随时间推移逐渐升高。由于低强度林火仅焚烧部分有机质，增加土壤中灰分物质含量，盐基成分被释放，提高了表层土壤pH，土壤酸性减弱。随时间的推移，火烧迹地A层土壤pH从6.4恢复到5.4，说明低强度林火对土壤pH影响有限。图5落叶松林A层pH变化曲线图6落叶松林B层pH变化曲线2.2.2有机质含量的变化。林火1 a土壤A层有机质降低28.73%（表2），随时间的推移，A层有机质逐渐超过对照区（图7）。林火1 a土壤B层有机质减少11.27%（图8），随时间推移逐渐恢复。由于低强度林火仅焚烧部分A层有机质，土壤B层中有机质减少与土壤温度升高有关。说明在低强度火烧时，林火对土壤有机质再分配是有影响的，不单纯地表现为减少趋势，可能更多的是分解。图7落叶松林A层有机质变化曲线图8落叶松林B层有机质变化曲线2.2.3全N含量的变化。林火1 a土壤A层全N含量烧损54.59%（表2），随时间的推移A层全N含量逐渐恢复（图9）。林火1 a土壤B层全N含量减少11.01%（图10），随时间推移逐渐恢复。说明土壤营养元素中以N素最易挥发，可能是由于火烧后迹地光照强，土壤温度高，土壤有机N的矿化加速，所以导致土壤A层全N量下降。图9落叶松林A层全N变化曲线图10落叶松林B层全N变化曲线42卷14期桂嘉林等低强度林火对兴安落叶松林土壤理化性质的影响2.2.4速效K含量的变化。林火1 a土壤A层速效K含量增加20.92%（表2），由于淋溶作用，随时间的推移A层速效K没有变化（图11）。林火1 a土壤B层速效K含量增加13.00%（图12），随时间推移B层速效K含量持平。说明由于速效K易于淋溶，低强度林火对速效K含量增加只限于1个生长季。图11落叶松林A层速效K变化曲线图12落叶松林B层速效K变化曲线3结论

（1）低强度林火主要影响森林土壤A层容重，对土壤B层未产生显著影响；燃烧A层物质后持水量和贮水能力减小，火烧虽然没有改变土壤B层以下的有机质，但孔隙度相差明显；焚烧部分有机质，增加土壤中灰分物质含量，盐基成分被释放，提高了表层土壤pH，土壤酸性减弱，随时间的推移，土壤pH从6.4恢复到5.4，说明低强度林火对土壤pH影响有限；低强度林火对土壤有机质再分配是有影响的，不单纯地表现为减少趋势，可能更多的是分解；土壤营养元素中以N素最易挥发，可能是由于火烧后迹地光照强，土壤温度高，土壤有机N的矿化加速，所以导致土壤A层全N量下降；由于速效K易于淋溶，低强度林火对速效K含量增加只限于1个生长季。火后Ca、Mg和P的含量的变化结果与K近似。

（2）从趋势曲线分析：土壤A层容重随时间推移趋近对照区，趋势明显；土壤A层孔隙度随时间推移有所增加，其土壤孔隙度恢复趋势明显；A层的pH逐渐恢复，而B层的pH是升高后回落；A层和B层的有机质逐渐恢复，并有超过对照的趋势；A层全N含量3 a没有恢复，并有下降趋势；B层的全N含量变化率比较小，基本处于持平状态；A层和B层的速效K增加只存在于1 a，趋势不显著。

（3）通过研究发现，低强度林火对土壤理化性质影响有限，多限于土壤A层，3 a后基本上恢复。因此，有计划地实施低强度林火对森林具有一定的保护作用。

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