不同强度火烧迹地中土壤硝态氮的动态变化

袁 强，魏云敏　(.东北农业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨 50030；2.黑龙江省森林保护研究所，黑龙江哈尔滨 50040)



不同强度火烧迹地中土壤硝态氮的动态变化

袁 强1，魏云敏2*(1.东北农业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨 150030；2.黑龙江省森林保护研究所，黑龙江哈尔滨 150040)

土壤硝态氮是土壤中的无机态氮，占土壤全氮的极少部分，但是它是土壤中速效氮的组成部分，有利于植物的吸收和利用。 森林火灾使植物、凋落物和腐殖质等转变为CO2、CH4、NOx和CO[1]等气体而损失到空气中。火烧后地面上的灰分部分转变成养分，通过径流和淋溶等形式进入土壤中，增加土壤中营养元素的摄入。很多研究表明，火烧后土壤中硝态氮呈增加趋势[1-2]，而目前关于土壤硝态氮在不同强度火烧迹地中动态变化的研究有限。为此，笔者针对不同强度火烧迹地中土壤硝态氮的动态变化展开研究，以期为将来计划烧除提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况该研究区域位于黑龙江省大兴安岭松岭区南瓮河自然保护区内，地理坐标为125°7′55″～125°50′5″E， 51°5′7″～51°39′24″N。南瓮河自然保护区地形属于低山丘陵地带，土壤为棕色针叶林土。气候属于寒温带大陆性季风气候，冬季寒冷，夏季炎热，冬季持续时间较长，而夏季持续时间较短，年最高气温为35.5 ℃，最低气温为-43.8 ℃，年平均气温为-3 ℃，年日照时数为2 500 h，降雨量为415～500 mm，植物生长期为110 d，无霜期为90～100 d。该研究区域林型为兴安落叶松林，林龄为中龄林。研究区域内主要树种为兴安落叶松(Larixgmelinii)，其余有白桦(BetulaplatyphyllaSuk.)、柞树(Xylosmajaponicum)、黑桦(Betuladavurica)、山杨(PopulusdavidianaDode)等。

1.2样地设置在2006年4月南瓮河自然保护区雷击火导致的森林大火火烧迹地上，选取不同强度火烧样地，划分标准见文献[3]，样地设置参见文献[4]。样地林分其他特征见表1。

表1　不同强度火烧后兴安落叶松林林分特征

参考文献1.3样品采集样地采集[3]，用保鲜箱把土壤样品带回实验室后去杂，放入4 ℃低温冰箱保藏，用于硝态氮的测定。

1.4土壤硝态氮的测定把从样地采来的新鲜土样用分析天平称取过2 mm筛约5.00 g土样，放到100 ml三角瓶中，再加入50 ml 0.01 mol/L氯化钙溶液，然后以200 r/min的转速(25 ℃条件下)振荡1 h后用滤纸过滤。滤液中硝态氮的含量用(Auto Analyser 3(BranLuebee,Germany))测定[2]。

1.5数据分析数据分析用Excel2003和SPSS13.0完成。方差分析用LSD法，LSD中a设为0.05。

2结果与分析

由图1可知，对照样地和轻度、中度和重度火烧样地中土壤硝态氮含量变化范围分别为1.53～8.90、1.83～9.01、1.99～10.79、2.22～9.99 mg/kg。土壤硝态氮在不同强度火烧迹地和对照样地上均具有明显的季节动态变化，季节变化显著(P<0.05)，呈现先减少后增加再减小再增加的变化趋势，最低值出现在6月份，最高值出现在11月份。轻度火烧迹地变化规律略有不同，呈现先减少后增加再减少的变化趋势，最低值也出现在6月，而最高值出现在9月。

不同强度火烧样地和对照样地中硝态氮含量在不同月份有不同的高低和差异。在5、6、7和11月，表现为中度和重度火烧样地中硝态氮含量高于轻度和对照，而9月轻度火烧样地高于中度、重度和对照。在5月，中度和重度火烧样地硝态氮含量与轻度差异显著(P<0.05)，在9月轻度火烧样地硝态氮含量与中度、重度和对照差异显著(P<0.05)，11月中度和重度火烧样地硝态氮含量与轻度和对照差异显著(P<0.05)，其他差异均不显著。

3结论与讨论

研究表明，土壤硝态氮含量在不同强度火烧迹地和对照样地上均具有显著的季节动态变化(P<0.05)。这与赵彬[5]研究一致。研究中，土壤硝态氮最低值出现在6月，最高值出现在11月。除了与温度、湿度的季节[6-7]动态变化外，6月是生长季，氮矿化速率很低，地上植被对土壤硝态氮的摄取较大，还有就是当地雪初融，冬季积累的硝态氮一部分随着雪水而淋失，因此最低值出现在6月。11月植被处于休眠

期，而此时氮矿化速率又较高，所以土壤硝态氮最高值出现在11月。因此，硝态氮随着植被的生长出现季节性波动[8]。

不同强度火烧样地和对照样地中硝态氮含量在不同月份有不同的变化和差异，主要表现为中度和重度火烧样地中硝态氮含量高于轻度和对照。在美国爱达荷州北部松林的研究也有类似的结论，即松林迹地火烧后，表层土壤NO3-N提高了51%[1-2]。火烧后燃烧的灰分中所含营养物质经淋溶进入土壤中，同时火后土温升高，加速了土壤中养分的矿化，从而提高了土壤硝态氮的供应量。

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[3] 胡海清，孙龙，国庆喜，等.大兴安岭1980-1999年乔木燃烧释放碳量研究[J].林业科学，2007,43(11):82-88.

[4] 魏云敏，胡海清，孙家宝，等.不同强度火烧对轻组和重组有机碳的影响[J].安徽农业科学，2014，42(18):5840-5843.

[5] 赵彬.兴安落叶松林火后土壤微生物生物量与土壤养分研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2011.

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摘要[目的] 研究不同强度火烧迹地中土壤硝态氮的动态变化，为将来计划烧除提供科学依据。[方法] 通过野外采样和室内分析，研究大兴安岭地区不同强度火烧迹地中土壤硝态氮动态变化及差异。[结果] 对照样地和轻、中和重度火烧样地中土壤硝态氮含量分别为1.53～8.90、1.83～9.01、1.99～10.79、2.22～9.99 mg/kg。土壤硝态氮在不同强度火烧迹地和对照样地上均具有明显的季节动态变化，季节变化显著(P<0.05)。[结论]不同强度火烧样地和对照样地中硝态氮含量在不同月份有不同的变化和差异。

关键词不同强度火烧；硝态氮；动态变化

Soil Nitrate Nitrogen Dynamic Change in Burned Area of Different Fire Intensities

YUAN Qiang1, WEI Yun-min2*(1.College of Life Science, Northeast Agricultural University, Harbin, Heilongjiang 150030; 2.Heilongjiang Province Institute of Forest Protection, Harbin, Heilongjiang 150040)

Abstract[Objective] The contents of nitrate nitrogen in the burned areas were studied to provide the scientific reference for the burning off in the future. [Method] Through field sampling and lab analysis, the dynamic change and differences of soil nitrate in Daxinganling Mountain areas burned under different fire intensities were studied. [Result] The contents of soil nitrate in unburned, low intensity，middle intensity and high intensity sample were 1.53-8.90，1.83-9.01，1.99-10.79，and 2.22-9.99 mg/kg. The soil nitrate varied significantly with the season (P<0.05). [Conclusion] The soil nitrate contents of different fire intensity in different months had different changes and differences.

Key wordsDifferent fire intensity; Nitrate nitrogen; Dynamic change

收稿日期2015-04-28

作者简介袁强(1977- )，男，黑龙江绥绫人，实验师，硕士，从事植物与环境方面的研究。*

通讯作者，助理研究员，硕士，从事森林防火方面的研究。

基金项目黑龙江省青年科学基金项目(QC2012C003);黑龙江省林业科学院青年基金项目(201415)。

中图分类号S 714.8

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)18-108-02