滇中云南松林土壤碳氮化学计量特征对火干扰的响应

以火烧1年后滇中云南松林火烧迹地为研究区，分别在未火烧、轻度、中度和重度样地采集表层（0—10 cm和10—20 cm）土壤，分层测定土壤pH值和土壤总碳（TC）、有机碳（SOC）、土壤总氮（TN）和水解性氮（AN），并采用LSD检验分析比较各火烧烈度对土壤pH值和碳氮含量的影响。结果表明：（1）火烧1年后，各火烧烈度均对表层土壤pH值无显著影响（p>0.05）;(2)火烧降低了表层土壤碳含量，轻度、中度和重度火烧均显著降低了两个土层的TC和10—20 cm土层SOC(p<0.05)，仅轻度火烧样地0—10 cm土壤有机碳含量与未过火样地无显著差异（p>0.05）;(3)火烧对土壤氮含量的影响较复杂，与未过火样地相比，0—10cm土壤水解性氮含量在轻度和中度火烧有所增加（p>0.05）,10—20 cm土壤水解性氮随火烧烈度增加呈线性降低趋势（p<0.05），重度火烧显著降低了两个土层土壤水解性氮含量（p<0.05），火烧降低了表层土壤总氮含量，中度和重度火烧样地的总氮含量均显著低于未火烧和轻度火烧样地（p<0.05）;(4)随火烧烈度增加，土...     

青岛市三标山林火迹地早期恢复植被特征研究

以青岛市三标山林火迹地为例,对该地区林火迹地和未过火样地进行对比调查,同时分析火干扰后群落乔木树种个体密度变化情况;火干扰对木本植物幼苗更新的影响;火干扰后群落草本植物的恢复情况。结果表明,火干扰后:大径阶立木的成活率普遍高于小径阶立木;乔木树种个体密度随着火烧强度的增强而降低;豆科、阳性木本植物重要值增加,其在未过火样地、轻度火烧样地、中度火烧样地和重度火烧样地内的重要值分别为0.26、0.28、0.87和0.78。在过火样地内,草本层植物的种类数增加,在重度过火样地内禾本科植物成为群落中的优势类型。     

火干扰对土壤含水率的影响

对大兴安岭地区不同强度和火后不同年限火烧迹地0~15 cm土壤含水率变化的研究结果表明:不同强度火烧迹地中土壤含水率的变化表现为低强度高强度对照中强度,差异不显著;火后不同年限火烧迹地中土壤含水率表现为对照样地高于高强度火烧样地;在不同强度火烧迹地和火后不同年限火烧迹地中,土壤含水率呈现不同变化趋势。     

大兴安岭火烧迹地土壤抗冲性研究

为了探讨森林火灾对土壤抗冲性的影响,以大兴安岭地区三种不同火烧强度的火烧迹地为研究对象,采用原状土冲刷法对土壤抗冲性进行测定,并结合枯落物蓄积、持水性能及植物根系差异变化进行综合对比分析,结果表明:火烧迹地的土壤抗冲性显著低于未过火地段(P<0.01),随着火烧强度的增加,土壤的抗冲性能逐渐减弱,抗冲系数总体变化趋势为:重度火烧迹地<中度火烧迹地<轻度火烧迹地<未过火天然林。四种样地类型的枯落物蓄积量总体趋势为轻度火烧迹地<中度火烧迹地<重度火烧迹地<未过火天然林。4种样地类型的枯落物最大持水率及有效拦蓄率皆表现为重度火烧迹地<中度火烧迹地<轻度火烧迹地<未过火天然林。在浅层土壤中,重度火烧迹地的根密度及根系总长度均值皆为四者中最小。研究表明:未火烧天然林的土壤抗冲性表现最优,重度火烧迹地的土壤抗冲性能最弱,应与及时治理与植被恢复。     

火烧强度对苏南地区植被土壤呼吸的影响研究

林火是森林生态系统碳循环的重要影响因子。火干扰引起的土壤碳通量变化会直接影响森林生态系统的碳循环过程。以苏州市光福镇潭山2016年森林火灾后的火烧迹地为研究区域,对不同强度(轻度、中度)火烧迹地和未过火区域(对照)的土壤呼吸速率进行测定。结果表明,火干扰导致该地区一年后土壤呼吸速率显著升高,且中度火烧轻度火烧未过火;轻度、中度火烧迹地和对照样地土壤呼吸速率的数值分别为(3.43±0.15)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)、(3.84±0.28)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)、(3.02±0.26)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)。通过进一步对土壤温湿度测定表明,火烧后土壤温度和土壤含水率对土壤呼吸速率的影响均为正相关且前者影响更为显著。研究结果对苏南地区火干扰后森林生态系统碳循环变化的研究具有重要意义。     

火烧对油松天然林林下植被及土壤的影响

利用山西省国有林场火烧后油松天然林林下植被的样方调查资料,并通过室内分析,对2a后不同强度火干扰下的林下植被草本层和灌木层的植被物种组成及生物多样性和土壤的理化性质进行研究。结果表明:(1)所有调查样地中林下植被的物种的组成及重要值和生物多样性随着火烧强度增加而上升,表现出重度火烧中轻度火烧未火烧的趋势,其中火烧后林下植被物种多样性的增加明显高于未受林火干扰的林下植被物种的多样性。(2)林火使土壤pH升高,表现中轻度火烧重度火烧未火烧的趋势;与对照相比,中轻度火烧对油松林地土壤容重与全氮的变化趋势一样,土壤A层10cm提高了5%、58.3%,10~20cm却降低了9.2%、17.6%;重度火烧对林地土壤总孔隙度、全磷呈上升趋势,土壤A层(10~20cm)与B层(10~20cm)分别上升了(8%、2%)、(20%、42%),其中土壤全磷呈现显著差异水平。在自然更新的条件下,不同强度的火烧在一定程度上直接改变了油松天然林土壤养分的含量,也间接改变了林下植被的生物多样性。     

重度火干扰下不同恢复年限对土壤有机碳的影响

自然火干扰作为泰加林中最主要的自然干扰,是促进泰加林土壤碳循环的主要方式。为探讨火干扰对土壤有机碳的影响,以新疆喀纳斯地区重度火烧不同恢复年限的泰加林火烧迹地为研究对象,研究比较在重度火干扰下,火烧后不同恢复年限对土壤有机碳含量及碳储量的影响。结果表明:在不同恢复年限的同一土层中,只有火烧后52年的火烧迹地土壤有机碳含量与未火烧对照土壤存在显著差异(P0.05),且不同恢复年限的0~10cm土层中的土壤有机碳含量均大于10~25cm土壤中的有机碳含量;不同恢复年限的火烧迹地中土壤碳储量均与对照土壤存在显著差异(P0.05)。本研究表明重度火干扰对土壤有机碳的影响较为持久。     

不同火烧强度对兴安落叶松林土壤化学性质的影响

以内蒙古大兴安岭北部林区的火烧迹地为研究区,对不同火烧年份(2003年和2012年)和不同火烧程度(轻度和重度)火烧迹地土壤化学性质进行研究。结果表明:火烧后1年,相较于对照样地,轻度火烧后,土壤有机碳和速效磷含量显著增加,p H值、全磷、碱解氮含量增加,但差异不显著;土壤全氮含量显著降低,全钾和速效钾含量降低,但差异性不显著。重度火烧后,p H值、碱解氮和速效磷含量显著增加,有机碳、全氮和速效钾含量显著降低,全磷和全钾含量降低,但差异不显著。火烧后10年,相较于对照样地,除重度火烧后土壤有机碳和全氮含量显著降低,其他土壤化学性质指标火烧后也不同程度降低,但不显著。     

森林火灾对马尾松次生林土壤斥水性的影响

在马尾松林火烧迹地建立高强度、中强度、低强度火烧样地各12块(共36块),9块火烧迹地附近的未烧样地,利用酒精溶液入渗法于2005年火灾后短期、灾后3个月和灾后12个月重复测定0～18 cm层土壤斥水性.结果表明:高强度和中强度火烧样地土壤表面土壤斥水性较强,土壤斥水性随着火强度的降低和土层深度的增加而下降;火灾后3个月内土壤斥水性有一个明显减弱的过程,火灾12个月后不同火强度火烧样地和未烧样地各土层深度土壤斥水性差异不显著,当土壤含水量达到一定值时无土壤斥水性;未烧样地、低强度火烧样地和中强度火烧样地土壤水分阈分别为10%,13%和28%.     

不同强度火烧对兴安落叶松林土壤铵态氮的影响

不同强度火烧对兴安落叶松林土壤铵态氮的影响表现为,对照＜轻度＜中度＜重度,铵态氮随着火强度的增强呈上升趋势;土壤铵态氮在不同强度火烧迹地和对照样地上具有明显的季节动态变化差异,且最高值出现在5月份,最低值出现在11月份.     

火干扰对大兴安岭兴安落叶松瘤囊苔草湿地生态系统碳储量的短期影响

对比分析大兴安岭未火烧、轻度火烧与重度火烧兴安落叶松瘤囊苔草湿地的植被碳储量、凋落物碳储量及土壤碳储量,揭示火烧干扰对寒温带森林湿地生态系统碳储量的短期影响规律.结果表明:兴安落叶松瘤囊苔草湿地轻度与重度火烧样地的植被碳储量(6.35和0.26 kg·m-2)较未火烧样地(7.12 kg·m-2)降低了10.8％和96.3％,重度火烧使其显著降低(P＜0.05);轻度与重度火烧样地的凋落物碳储量(0.23和0.15 kg.m-2)较未火烧样地(0.34 kg·m-2)降低了32.4％和55.9％,仅重度火烧使其显著降低(P＜0.05);轻度与重度火烧样地的土壤碳储量(15.46和16.33 kg·m-2)较未火烧样地(23.07 kg· rn-2)降低了33.0％和29.2％,二者均使其显著降低(P＜0.05)且影响程度相近;轻度与重度火烧样地的生态系统碳储量(22.04和16.74 kg·m-2)较未火烧样地(30.53 kg·m-2)降低了27.8％和45.2％(8.49～13.79 kg·m-2),但仅有重度火烧使其显著降低(P＜0.05),即随着火烧干扰强度增加其影响随之增大.因此,从维持寒温带森林湿地生态系统碳汇功能考虑,应避免重度火灾造成的碳汇损失.     

采伐干扰和火烧对大兴安岭森林土壤化学性质的影响

以大兴安岭新林林业局宏图林场内的试验地为研究对象,对林地土壤的化学性质进行测定和分析。结果表明：采伐干扰试验迹地土壤pH值较未受干扰的迹地有所增加,而有机质含量和各种营养元素的含量均降低。火烧使大兴安岭林区实验迹地的土壤的酸性增强,经过火烧的样地要比未受干扰样地有机质含量高。土壤全N、有效N的含量在火烧后初期增加,随着时间的推移有所降低,后期又再次上升,并且含量超过火烧前的水平,火烧对土壤全P、全K、有效K含量没有明显的影响,基本保持未受干扰的水平,不同火烧年限迹地之间并无显著的差异,土壤有效P的含量在火烧初期下降,之后呈现上升趋势。     

大兴安岭不同植被火后NDVI恢复过程

【目的】利用卫星遥感技术研究火后植被恢复过程及影响因子,分析不同火烧强度、不同植被类型的火后归一化植被指数(NDVI)变化特征,研究大兴安岭东南部火后不同植被恢复过程,为在长时间尺度上进行北方林火后植被恢复过程研究与监测提供参考。【方法】基于火烧前后一系列的MODIS数据,利用NDVI和地面调查数据,以2006年大兴安岭松岭特大森林火灾为例,研究不同植被类型在不同强度火烧后的植被恢复过程。根据火烧前后NDVI变化提取过火区;结合地面调查,利用监督分类方法划分火烧强度等级;根据火烧强度分级图和土地覆盖类型图,建立属性数据库,生成火烧强度等级-植被类型图。以2003—2005年同期NDVI最大值为对照,在时间序列上分析植被类型和火烧强度对火后NDVI恢复的影响。根据邻近未过火区的NDVI变化,分析气象因子对NDVI的影响。【结果】轻度、中度和重度火烧区所占比例分别为29%,40%和31%。主要植被类型常绿针叶林、针阔混交林和灌丛的重度火烧部分分别占50%,52%和60%。重度火烧区域所占比例随着坡度增大而升高。在火后NDVI的变化过程中,各森林类型变化趋势相近,灌丛、草地和沼泽的变化趋势相近。【结论】火后NDVI总体呈上升趋势,并呈现明显的年际波动。除草地外其余植被类型在重度火烧后的NDVI值均明显低于中、轻度火烧,但中、轻度火烧的不同植被类型之间差异不明显。森林重度火烧区NDVI在火后第2年达到最低,轻度火烧区火后6年NDVI基本恢复到火前水平。针阔混交林火后盖度的恢复速度较其他森林类型快。火烧强度对森林群落垂直结构的影响显著,森林火烧后灌木层盖度高于未火烧区,且火烧强度越高,这种现象越显著。双因素方差分析显示植被类型和火烧强度对火烧迹地NDVI恢复特征的影响显著,且火烧强度对火后植被恢复的影响更关键,但二者交互影响不显著。未过火区NDVI平均值为0.801 2,波动范围为-3.3%~3.4%,过火区d NDVI的变化约25%是由气象因子引起的,其他主要源于植被变化。d NDVI指标可以很好地反映火烧前后植被指数变化,有较好的时序性和空间可获取性,对火烧迹地恢复过程有指示作用。     

火后不同年限兴安落叶松林土壤氮的矿化速率及其影响因素

火干扰一直是我国大兴安岭森林生态系统的重要干扰因子之一。氮是北方森林生态系统最重要的养分元素,研究火干扰对土壤氮矿化的影响对于深入探讨火后森林生态系统的恢复机制具有重要意义。选择大兴安岭地区兴安落叶松林火后不同年限(3年、9年、28年)的重度火烧迹地,采用原位培养法,经过1个生长季的土壤氮素矿化采样和测定分析。结果表明:火后不同年限土壤的铵态氮(NH4+-N)平均值分别为82.99、93.27、108.38 mg·kg-1,随着火后时间的增加土壤NH4+-N含量呈递增趋势。土壤硝态氮(NO3--N)含量平均值分别为4.66、10.07、3.59 mg·kg-1,火后短期内NO3--N含量随着时间推移先增加再减小。火干扰后不同年限生长季土壤氮净矿化率(NMR)呈现出显著的季节动态变化,最高值出现在5月份为3.55 mg·kg-1,最低值出现在8月份为-1.96 mg·kg-1,不同年限NMR分别为1.20、-0.07、0.76 mg·kg-1,火后土壤NMR随着恢复年限呈现出先升高再降低的变化趋势。p H值与NMR呈极显著正相关,速效钾与NMR呈显著正相关,这说明p H值和速效钾是影响火后兴安落叶松林土壤NMR的主要因子。本研究将为深入揭示火后森林土壤氮库的变化以及火后森林生态系统的恢复提供基础数据。     

林火对北方森林深层土壤有机碳的影响

林火干扰是驱动北方森林生态系统更新、演替以及物质循环的重要生态过程。林火的发生,显著地改变了北方森林地表以及土壤表层生物量和碳密度。然而,我们对林火是否对北方森林深层土壤(40cm以下)这个储量巨大的碳库的影响却缺乏关注。以大兴安岭呼中林区2010年火烧迹地为研究对象,并以相邻同等立地条件的未过火区为对照,通过样地调查、实验室分析,对林火对北方森林深层土壤碳密度的影响以及其与驱动因子的关系做了分析。结果显示:火烧迹地土壤有机碳随深度的分布规律与未火烧对照样地有显著差异,其深层土壤有机碳含量与碳密度显著低于未火烧区(n=56,P0.001);火烧迹地深层土壤有机碳中微生物量碳含量、易氧化有机碳含量显著高于未火烧迹地(n=56,P0.01),而土壤碳氮比、可溶性有机碳含量显著低于未火烧样地(n=56,P0.01);火烧迹地深层土壤含水量显著低于未火烧样地(n=56,P0.001),而土壤温度和p H值则显著高于未火烧迹地(n=56,P0.001)。由此可见,林火显著地降低了北方森林深层土壤有机碳的化学稳定性,并使土壤温度增加,促进了土壤微生物的生长,最终导致了深层土壤有机碳分解加速,储量下降。     

不同强度火烧对恢复植被生态系统碳储量的影响

通过对不同强度春季火烧后当年恢复植被地上部分、枯落物、根系及土壤碳储量进行调查分析,结果表明:轻度火烧恢复植被和对照地上部分碳储量、根系碳储量和枯落物碳储量均高于重度火烧,对照枯落物碳储量高于两种火烧处理;不同强度地表火烧土壤碳储量在垂直空间的分布与对照一致,土壤碳储量随着土壤深度增加逐渐降低,其中,0~10 cm土层碳储量约占40%以上,该土壤深度碳储量轻度火烧对照重度火烧,10~20 cm和20~30 cm土壤碳储量重度火烧轻度火烧对照。研究不同强度火烧对于植被和土壤各碳库组分碳储量的影响,对于认识火干扰后植被生态系统碳储量时空变化及森林资源科学管理具有重要意义。     

寒温带冻土区火烧木管理方式对土壤呼吸及其组分的影响

【目的】研究大兴安岭冻土区兴安落叶松林火烧迹地不同火烧木管理方式对土壤呼吸速率及组分的影响,探讨土壤呼吸与土壤温度和含水率的相关性,旨在为火烧后森林恢复与重建提供理论依据。【方法】以寒温带冻土区兴安落叶松林2009年火烧迹地为对象,使用LI-8100土壤呼吸速率测定系统,于2016和2017年生长季观测土壤呼吸速率,同时测定10 cm深处土壤温度和含水率季节变化,比较不同火烧木管理样地(火烧木皆伐,2009C;火烧木择伐,2009S;火烧木未伐,2009N)与对照样地(未火烧未采伐,2009CK)的土壤温度和含水率变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】观测期内,4类样地土壤呼吸速率(R_S)与土壤异养呼吸速率(R_H)表现为2009S2009N2009CK2009C;土壤自养呼吸速率(R_A) 2016年表现为2009N2009S2009CK2009C,2017年表现为2009CK2009N2009S2009C。4类样地均呈土壤异养呼吸速率贡献率(C_H)大于自养呼吸速率贡献率(C_A)。C_A在对照样地最大(23.75%),在火烧木皆伐样地最小(16.04%),表现为2009CK2009N2009S2009C。4类样地R_S及其组分与10 cm深处土壤温度(T_(10))极显著正相关(P0.01)。火干扰降低了R_S及其组分与10 cm深处土壤温度的敏感系数。【结论】在冻土区兴安落叶松林,火烧增加了R_S与R_H,火烧木择伐进一步增加了R_S和R_H(P0.05)。火烧木皆伐会降低R_S及其组分,且2009C样地的土壤R_A显著低于2009CK(P0.05)。火干扰降低了土壤自养呼吸速率贡献率,火烧木采伐对此进一步降低,且采伐强度越大时降低越多。4类样地土壤呼吸速率及其组分与10 cm深处土壤温度显著正相关(P0.01)。3类火烧木管理样地的土壤呼吸速率及其组分对温度的敏感度均低于对照样地。火烧迹地土壤呼吸速率及其组分与10 cm深处土壤含水率的正相关性不显著。     

川西亚高山川滇高山栎林火烧迹地土壤呼吸特征及其影响因素

【目的】探究川西亚高山森林火烧迹地土壤总呼吸速率(Rs)和异养呼吸速率(Rh)的季节动态及其影响因素,比较火烧迹地与对照样地Rs和Rh的变化,为火干扰条件下森林土壤碳循环及其碳排放估算提供依据。【方法】以火烧8年后的川滇高山栎林火烧迹地和对照原始林为研究对象,于2010年9月—2011年12月采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,通过挖壕沟方法测定Rs及Rh,同时测定5 cm深处的土壤温度(T5)和土壤体积含水量(W5),分析Rs和Rh与非生物因子的关系。【结果】休眠季火烧迹地Rs和Rh均显著高于对照样地(P0.05),而生长季和全年Rs和Rh与对照无显著差异(P0.05);T5与Rs和Rh呈极显著的指数正相关关系(P0.01);W5仅在生长季与对照Rs和Rh相关性不显著(P0.05),其余时间均对Rs和Rh产生显著影响(P0.05),即W5低于25.8%时对Rs和Rh产生显著影响(P0.05),超过37.7%时其影响作用不显著(P0.05);T5和W5双因子与Rs和Rh的拟合模型明显优于单因素模型,表明该区域土壤碳排放受T5和W5的协同影响;不同季节火烧迹地的温度敏感性(Q10)均低于对照样地,且Rh的Q10最小,Rs的Q10最大;火烧迹地土壤硝态氮、轻组有机碳和颗粒有机碳含量对Rs和Rh的影响大于对照;火烧迹地Rs和Rh年累积量相比对照样地分别高13.9%和1.8%。【结论】火烧迹地土壤碳排放对温度变化的敏感性低于未过火林地,在评估和构建川西亚高山土壤碳排放模型时,应考虑火干扰林地和土壤底物代谢水平。     

乌兰布和沙区土地沙漠化动态、成因及其治理原则

通过对乌兰布和沙区沙漠化动态、成因及对植被与土壤的驱动效应进行剖析,研究结果表明,导致沙区古代和近代土地沙漠化的主要原因是人为因素;未沙漠化地、轻度、中度和极重度沙丘的生物多样性指数分别为2.587、2.328~2.450、1.496~1.954、0.603~0.938;植物丰富度(R)排序为未沙漠化地、轻度、中度、极重度;群落演替的趋势是:白刺+油蒿(未沙化)→白刺+油蒿(轻度沙化)→油蒿-白刺、油蒿(中度沙化)→籽蒿+沙竹、沙竹+沙米(极重度沙化);不同沙漠化程度土壤有机质、全N和速效K含量由轻度向中度、重度和极重度依次递减;在土壤粒度组成上,处在轻度→中度→重度→极重度的发展过程中,砂粒和粘粒含量分别依次递增0.4%、6.8%、1.2%和1.1%、1.2%、0.8%。     

火干扰对塔河白桦落叶松林土壤化学性质的短期影响

火一直是我国北方森林的重要干扰因子,在气候变化影响下,其干扰作用进一步增强。该文对大兴安岭地区代表性森林白桦落叶松林不同强度火烧迹地经过1个生长季后土壤化学性质进行了调查分析。结果表明:不同火强度干扰后的土壤化学性质常呈现显著性差异,火强度对扰动程度具有重要影响,是决定扰动程度的关键因子。火干扰提高了土壤的p H值,促进了养分回归,提高了土壤养分含量。白桦落叶松林地土壤p H值随火干扰强度的增加而升高;土壤全氮、全磷、全钾平均含量中强度火干扰林地高强度火干扰林地低强度火干扰林地无火对照样地;土壤铵态氮含量随林火强度的增强而减少,但火干扰提高了土壤硝态氮含量,强度越高硝态氮含量增加的越多;白桦落叶松林土壤有效磷平均含量中强度火干扰林地低强度火干扰林地高强度火干扰林地无火对照样地,土壤速效钾平均含量中强度火干扰林地高强度火干扰林地低强度火干扰林地无火对照样地。