森林火灾对贵州喀斯特山区土壤理化性质的影响

吴 迪，彭 熙，李安定

(贵州科学院 山地资源研究所，贵州 贵阳 550001)

近年来，中国森林火灾频繁发生，每年有10余万次，主要集中在我国森林资源分布最广的东北林区和西南林区[1-3]。随着气候变暖、温度升高，森林火灾还在不断上升。国家及当地政府部门相当重视对森林火灾的防控，并且在森林火灾的扑救、预防、预警技术以及对火烧迹地的天然更新策略和技术方面做了大量研究[4-6]，取得了一定的成效，但其研究主要集中在中国的东北林区(包括大兴安岭北部、小兴安岭等)，对贵州喀斯特山区森林火灾的预防控制及森林火灾后土壤特征与更新的研究较少。贵州喀斯特分布面积较广，生态环境具特殊性，森林植被一旦破坏难以恢复[7-8]，因此对贵州森林火灾后土壤特征与更新的研究具有重大意义。本研究通过测定喀斯特山区森林火灾后土壤理化特征的变化，分析喀斯特山区森林火灾后土壤持水透水能力以及土壤养分含量情况，为喀斯特山区森林火灾后火烧迹地植被的恢复提供理论依据。

1 试验设计与方法

1.1 试验设计

根据国务院颁布的《森林防火条例》对森林火灾等级的划分，本试验设计选取较大森林火灾(1～100 hm2)、重大森林火灾(100～1 000 hm2)以及特别重大森林火灾(1 000 hm2以上)3个等级森林火灾的火烧迹地，分别采集上、中、下不同坡位的表层(0—10 cm深度)土样测定其理化性质，同时根据火灾后坡面情况，以多点取样法采集未受火灾区域表层土样混匀，作为对照。较大森林火灾取样点在惠水县高镇镇尧兴村水冲，坡度30°～35°，坡向东北；重大森林火灾取样点在惠水县和平镇水泡冲，坡度35°～40°，坡向东南；特别重大森林火灾取样点在贵阳市花溪区黔陶乡，坡度30°～45°，坡向东北。各样点土壤均为喀斯特山区森林黄棕壤，采样点避开人员踩踏处，采样时间均在火灾后的1个月左右，期间各取样地有不同量的降雨。

1.2 土壤物理性质指标

采用烘干法测定土壤水分，环刀法测定土壤容重、毛管孔隙度、田间持水量等物理性质，重复3次，取平均值，具体测定与计算参考森林土壤物理性质测定法[9]。

1.3 土壤化学性质指标

有机质测定采用重铬酸钾容量法，全氮采用靛酚蓝比色法，全磷采用酸溶-钼锑抗比色法，全钾采用酸溶-火焰光度法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用双酸法浸提-钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法[10]。

2 结果与分析

2.1 森林火灾对土壤物理性质的影响

从表1可以看出，3个火灾等级下火烧迹地的土壤物理性质较未受火灾区域的土壤物理性质均发生了较大改变。火灾后一个月，不同火灾等级下火烧迹地的土壤容重较未受火灾区域普遍有所增加，说明高温使土壤结构变得紧密，但较大森林火灾火烧迹地土壤容重的变化不是很显著；从土壤含水量上看，火烧后土壤的含水量普遍降低，且不同坡位间土壤含水量的差异显著(0.05水平)；火灾对田间持水量的影响较大，不同火灾等级下，火烧迹地各坡位的田间持水量均显著(0.05水平)小于未受火灾区；从毛管和非毛管孔隙度看，火烧迹地的毛管孔隙度总体小于未受火灾区，而非毛管孔隙度总体大于未受火灾区，但坡位对这两个指标的影响较大，且不成规律性；在不同火灾等级中，火烧迹地不同坡位的土壤通气度均小于未受火灾区域，差异显著(0.05水平)，且随着坡位的降低土壤通气度减小，这可能跟火灾时不同坡位火势不同有关。

表1 火烧迹地土壤物理性质

2.2 森林火灾对土壤化学性质的影响

从表2可以看出，火烧迹地的土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量较未受火灾区域均发生了较大变化，但不同火灾等级对土壤化学性质的影响却不同。对于较大森林火灾，除有机质、全氮和全磷外，火烧迹地土壤全钾等养分含量普遍高于未受火灾区域，碱解氮、速效磷和速效钾含量虽总体有所增加，但是变化幅度不大；对于重大森林火灾，火烧后土壤有机质、全氮和全磷含量总体降低，碱解氮含量变化幅度不大，而火烧迹地土壤全钾、速效磷和速效钾的含量总体高于未受火灾区域，其中速效磷的含量大幅度增加，各坡位比未受火灾区域平均增加197%；对于特别重大森林火灾，火烧迹地土壤全钾、速效磷和速效钾的含量较未受灾区域均显著增加(0.05水平)，而火烧迹地土壤有机质、全氮、全磷以及碱解氮含量则显著降低(0.05水平)。

3 结论与讨论

喀斯特山区森林发生火灾对土壤理化性质的影响较大。通过对火灾后一个月的火烧迹地和未受火灾区域的比较可看出，除土壤容重外，其余土壤物理性质指标数值都发生了显著变化，但不同火灾等级间的变化差异不是很大，而火烧迹地不同坡位的土壤物理性质

表2 火烧迹地土壤养分含量

与未受火灾区域相比差异较大。总体来说，火烧后，由于受高温高热影响，土壤含水量减少，土壤的持水能力和通气度也降低，火烧还降低土壤中有机碳的含量，使土壤变得紧实，容重增加，导致土壤物理结构遭到破坏。对于土壤化学性质而言，土壤养分含量的变化因火灾等级的大小而有所不同，总体来看，火烧后土壤有机质和氮素的含量普遍降低，而火灾后短时期内土壤速效磷的含量则显著增加，土壤速效钾含量也有所增加，这可能是火烧促进了其他形态磷转化为速效磷，以及地表的枯枝落叶被火烧后都转化成灰烬，钾、钠等灰分元素被释放的缘故。因此，建议在火烧后尽快植苗，以充分利用土壤中的有效养分，并注意对土壤中水分、有机质以及氮素的补充。

[参考文献]

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