森林火灾对林地理化指标的影响研究

孙 强

（朝阳县林业局，辽宁朝阳 122000）

森林火灾是对森林生态系统破坏性较大的一种灾害，引起火灾的原因可分为人为因素和自然因素2种，其中人为因素发生的频率较高，破坏性较大。林火过后，会对林地土壤的理化性质指标的变化产生一定的影响，如含水率高低、孔隙度、pH、阳离子交换量等。研究表明，林地植被遭受火烧后，土壤中的温度、养分含量、有效性、各种酶活性等都会发生一定的变化，进而改变了林地土壤各种生物的活性。本试验以朝阳地区火烧后的林地为对象，研究森林过火后林地土壤理化性质指标的变化规律，了解火灾后林地土壤养分状况，为林地的生态修复提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及供试材料试验地点设置在辽宁省朝阳市区域某林区，气候为大陆性季风性气候，四季分明，降雨集中，年平均降雨量在355mm，地形以低山丘陵为主。该地区于2018年遭受了山火，过火面积达到近66.67hm2，主要造林树种为30～40年以上的油松纯林。

1.2 试验设计2018年4月，在该过火林区进行采样，每个样区的面积为50m×50m，采用“S”型布局方式，随机取5个点，每个采样点按照0～20cm和20～40cm2层土壤进行采样。将采集的土壤在阴凉处晾干，然后用四分法分土，过100目筛后备用，取样土50g。同时，每层土壤也采用环刀法取土。以相邻未遭受山火的油松纯林为参照，记为CK，重复3次。

1.3 项目测定土壤容重和含水量采用环刀法比重法测定；土壤pH采用pH测定仪测定；土壤全氮采用凯氏定氮仪测定；土壤全磷采用HCIO4-H2SO4法测定；土壤全钾采用氢氧化钠熔解+火焰光度法测定。土壤孔隙度：土壤孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100。

1.4 数据分析采用Excel 2010和Spss 15.0进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 森林火灾对林地物理指标变化的影响土壤温度对土壤内部理化指标变化有着一定的影响，其主要是对一些物理指标产生直接的影响。由表1可知，土壤容重方面，森林过火后，处理0～20cm和20～40cm2层土壤的容重显著高于对照处理的，达到了显著水平（P＜0.05），2个处理的容重都以20～40cm土壤的最高；土壤孔隙度的变化与土壤容重成反比，土壤容重越高，孔隙度越低。土壤孔隙度方面，森林过火后，处理0～20cm和20～40cm2层土壤的孔隙度显著低于对照处理的，达到了显著水平（P＜0.05），2个处理的孔隙度都以0～20cm土壤的最高；山火发生后，由于温度上升，其土壤结构也发生变化，导致土壤持水能力的改变。土壤含水量方面，森林过火后，处理0～20cm和20～40cm2层土壤的含水量显著低于对照处理的，达到了显著水平（P＜0.05），2个处理的含水量都是以20～40cm土壤的最高；土壤的pH变化与土壤含水量多少密切相关。

表1 森林火灾对林地土壤物理指标变化的影响

2.2 森林火灾对林地化学指标变化的影响林地过火后树木一些养分会以碳灰的形式回归土壤，对土壤的一些养分带来变化。由表2可知，土壤有机质方面，森林过火后，0～20cm土层的有机质含量有所提升，相对所有土层处理差异性显著（P＜0.05），而20～40cm有机质与对照处理间的差异性不显著（P＞0.05）；土壤全氮方面，森林过火后，0～20cm和20～40cm全氮含量都有所提升，相对对照处理2个土层含量就达到了显著水平（P＜0.05）；而全磷和全钾方面，森林过火后，0～20cm和20～40cm2层土壤变化一直，都是表层土壤含量出现下降，其余各层土壤间含量差异性不显著（P＜0.05）；土壤pH方面，森林过火后，处理0～20cm和20～40cm2层土壤的pH显著低于对照处理的，达到了显著水平（P＜0.05），而对照处理2层土壤间的pH差异性不显著（P＞0.05）。

表2 森林火灾对林地土壤化学指标变化的影响

2.3 林地养分变化与土壤pH之间相关性分析研究表明，土壤的酸碱度与养分变化密切相关，本研究对土壤的pH、有机质、全氮、全磷及全钾进行了相关分析，结果如表3所示。从表3可以看出，土壤pH与有机质呈极显著正相关，与土壤全氮呈显著正相关；土壤有机质含量与土壤全氮呈显著相关；其他各项指标差异性不显著。

表3 林地理化指标及微生物间的相关性分析

续表3 林地理化指标及微生物间的相关性分析

3 结论

本次试验结果表明，森林遭受火灾后，其理化指标发生了不同的变化。在土壤物理指标方面，相对于对照处理的各土层，过火后的森林土壤容重上升，土壤孔隙度和土壤含水量显著下降；在土壤化学指标方面，相对于对照处理的各土层，过火后的森林土壤表层的有机质含量显著上升，底层变化不显著；各层土壤的全氮含量都显著上升；土壤表层全磷和全钾含量出现显著下降，底层含量变化则不显著；各层土壤pH出现显著下降。对各化学指标进行相关性分析，土壤pH与有机质和全氮的相关性显著，而其余指标的相关性不显著。