森林火災(zāi)對貴州喀斯特山區(qū)土壤理化性質(zhì)的影響

吳 迪，彭 熙，李安定

(貴州科學(xué)院 山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

近年來，中國森林火災(zāi)頻繁發(fā)生，每年有10余萬次，主要集中在我國森林資源分布最廣的東北林區(qū)和西南林區(qū)[1-3]。隨著氣候變暖、溫度升高，森林火災(zāi)還在不斷上升。國家及當(dāng)?shù)卣块T相當(dāng)重視對森林火災(zāi)的防控，并且在森林火災(zāi)的撲救、預(yù)防、預(yù)警技術(shù)以及對火燒跡地的天然更新策略和技術(shù)方面做了大量研究[4-6]，取得了一定的成效，但其研究主要集中在中國的東北林區(qū)(包括大興安嶺北部、小興安嶺等)，對貴州喀斯特山區(qū)森林火災(zāi)的預(yù)防控制及森林火災(zāi)后土壤特征與更新的研究較少。貴州喀斯特分布面積較廣，生態(tài)環(huán)境具特殊性，森林植被一旦破壞難以恢復(fù)[7-8]，因此對貴州森林火災(zāi)后土壤特征與更新的研究具有重大意義。本研究通過測定喀斯特山區(qū)森林火災(zāi)后土壤理化特征的變化，分析喀斯特山區(qū)森林火災(zāi)后土壤持水透水能力以及土壤養(yǎng)分含量情況，為喀斯特山區(qū)森林火災(zāi)后火燒跡地植被的恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 試驗設(shè)計與方法

1.1 試驗設(shè)計

根據(jù)國務(wù)院頒布的《森林防火條例》對森林火災(zāi)等級的劃分，本試驗設(shè)計選取較大森林火災(zāi)(1～100 hm2)、重大森林火災(zāi)(100～1 000 hm2)以及特別重大森林火災(zāi)(1 000 hm2以上)3個等級森林火災(zāi)的火燒跡地，分別采集上、中、下不同坡位的表層(0—10 cm深度)土樣測定其理化性質(zhì)，同時根據(jù)火災(zāi)后坡面情況，以多點取樣法采集未受火災(zāi)區(qū)域表層土樣混勻，作為對照。較大森林火災(zāi)取樣點在惠水縣高鎮(zhèn)鎮(zhèn)堯興村水沖，坡度30°～35°，坡向東北；重大森林火災(zāi)取樣點在惠水縣和平鎮(zhèn)水泡沖，坡度35°～40°，坡向東南；特別重大森林火災(zāi)取樣點在貴陽市花溪區(qū)黔陶鄉(xiāng)，坡度30°～45°，坡向東北。各樣點土壤均為喀斯特山區(qū)森林黃棕壤，采樣點避開人員踩踏處，采樣時間均在火災(zāi)后的1個月左右，期間各取樣地有不同量的降雨。

1.2 土壤物理性質(zhì)指標(biāo)

采用烘干法測定土壤水分，環(huán)刀法測定土壤容重、毛管孔隙度、田間持水量等物理性質(zhì)，重復(fù)3次，取平均值，具體測定與計算參考森林土壤物理性質(zhì)測定法[9]。

1.3 土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用靛酚藍比色法，全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法，全鉀采用酸溶-火焰光度法，堿解氮采用堿解擴散法，速效磷采用雙酸法浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林火災(zāi)對土壤物理性質(zhì)的影響

從表1可以看出，3個火災(zāi)等級下火燒跡地的土壤物理性質(zhì)較未受火災(zāi)區(qū)域的土壤物理性質(zhì)均發(fā)生了較大改變?；馂?zāi)后一個月，不同火災(zāi)等級下火燒跡地的土壤容重較未受火災(zāi)區(qū)域普遍有所增加，說明高溫使土壤結(jié)構(gòu)變得緊密，但較大森林火災(zāi)火燒跡地土壤容重的變化不是很顯著；從土壤含水量上看，火燒后土壤的含水量普遍降低，且不同坡位間土壤含水量的差異顯著(0.05水平)；火災(zāi)對田間持水量的影響較大，不同火災(zāi)等級下，火燒跡地各坡位的田間持水量均顯著(0.05水平)小于未受火災(zāi)區(qū)；從毛管和非毛管孔隙度看，火燒跡地的毛管孔隙度總體小于未受火災(zāi)區(qū)，而非毛管孔隙度總體大于未受火災(zāi)區(qū)，但坡位對這兩個指標(biāo)的影響較大，且不成規(guī)律性；在不同火災(zāi)等級中，火燒跡地不同坡位的土壤通氣度均小于未受火災(zāi)區(qū)域，差異顯著(0.05水平)，且隨著坡位的降低土壤通氣度減小，這可能跟火災(zāi)時不同坡位火勢不同有關(guān)。

表1 火燒跡地土壤物理性質(zhì)

2.2 森林火災(zāi)對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

從表2可以看出，火燒跡地的土壤有機質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量較未受火災(zāi)區(qū)域均發(fā)生了較大變化，但不同火災(zāi)等級對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響卻不同。對于較大森林火災(zāi)，除有機質(zhì)、全氮和全磷外，火燒跡地土壤全鉀等養(yǎng)分含量普遍高于未受火災(zāi)區(qū)域，堿解氮、速效磷和速效鉀含量雖總體有所增加，但是變化幅度不大；對于重大森林火災(zāi)，火燒后土壤有機質(zhì)、全氮和全磷含量總體降低，堿解氮含量變化幅度不大，而火燒跡地土壤全鉀、速效磷和速效鉀的含量總體高于未受火災(zāi)區(qū)域，其中速效磷的含量大幅度增加，各坡位比未受火災(zāi)區(qū)域平均增加197%；對于特別重大森林火災(zāi)，火燒跡地土壤全鉀、速效磷和速效鉀的含量較未受災(zāi)區(qū)域均顯著增加(0.05水平)，而火燒跡地土壤有機質(zhì)、全氮、全磷以及堿解氮含量則顯著降低(0.05水平)。

3 結(jié)論與討論

喀斯特山區(qū)森林發(fā)生火災(zāi)對土壤理化性質(zhì)的影響較大。通過對火災(zāi)后一個月的火燒跡地和未受火災(zāi)區(qū)域的比較可看出，除土壤容重外，其余土壤物理性質(zhì)指標(biāo)數(shù)值都發(fā)生了顯著變化，但不同火災(zāi)等級間的變化差異不是很大，而火燒跡地不同坡位的土壤物理性質(zhì)

表2 火燒跡地土壤養(yǎng)分含量

與未受火災(zāi)區(qū)域相比差異較大?？傮w來說，火燒后，由于受高溫高熱影響，土壤含水量減少，土壤的持水能力和通氣度也降低，火燒還降低土壤中有機碳的含量，使土壤變得緊實，容重增加，導(dǎo)致土壤物理結(jié)構(gòu)遭到破壞。對于土壤化學(xué)性質(zhì)而言，土壤養(yǎng)分含量的變化因火災(zāi)等級的大小而有所不同，總體來看，火燒后土壤有機質(zhì)和氮素的含量普遍降低，而火災(zāi)后短時期內(nèi)土壤速效磷的含量則顯著增加，土壤速效鉀含量也有所增加，這可能是火燒促進了其他形態(tài)磷轉(zhuǎn)化為速效磷，以及地表的枯枝落葉被火燒后都轉(zhuǎn)化成灰燼，鉀、鈉等灰分元素被釋放的緣故。因此，建議在火燒后盡快植苗，以充分利用土壤中的有效養(yǎng)分，并注意對土壤中水分、有機質(zhì)以及氮素的補充。

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