火干擾對土壤含水率的影響*

魏云敏 袁強 蔡恒明

（1.黑龍江省森林保護研究所，哈爾濱 150081；2.東北農業大學生命科學學院，黑龍江哈爾濱 150040；3.93220部隊，黑龍江哈爾濱 150001）

火干擾對土壤含水率的影響*

魏云敏1袁強2蔡恒明3

（1.黑龍江省森林保護研究所，哈爾濱 150081；2.東北農業大學生命科學學院，黑龍江哈爾濱 150040；3.93220部隊，黑龍江哈爾濱 150001）

對大興安嶺地區不同強度和火后不同年限火燒跡地0～15 cm土壤含水率變化的研究結果表明：不同強度火燒跡地中土壤含水率的變化表現為低強度＜高強度＜對照＜中強度，差異不顯著；火后不同年限火燒跡地中土壤含水率表現為對照樣地高于高強度火燒樣地；在不同強度火燒跡地和火后不同年限火燒跡地中，土壤含水率呈現不同變化趨勢。

火干擾；不同火強度；不同年限；土壤含水率

土壤含水率是土壤理化性質因子之一，經常成為專家研究對象的輔助因子[1-5]，很少進行系統的研究和分析，進而造成火后土壤、植被在恢復過程中土壤含水率的變化還沒有人進行過系統的研究。因此，本研究對不同強度和火后不同年限火燒跡地上的土壤含水率進行了研究，以期為火對土壤的干擾和火后土壤恢復提供理論依據。

1 研究區概況

研究區位于大興安嶺地區，該地區常發生森林重大火災和森林特大火災，在過去40多年的時間內共發生森林火災600余次，總過火面積300余萬hm2，對區域生態環境造成了巨大的影響。

2 樣地設置與樣品采集

2.1 樣地設置

不同強度火燒樣地設置在2006年4月大興安嶺地區南甕河自然保護區,雷擊火導致的森林大火火燒跡地上，選取不同強度火燒樣地（表1），同時在鄰近位置，選擇立地條件相似的未燒樣地作為對照，在所選取的樣地中各設置3塊20 m× 20 m標準樣地，共計12塊。火燒前的林分類型為杜鵑——興安落葉松林，樹種組成為10落+樺+楊。

火后不同年限火燒樣地設置在火后不同年限（2002年、2006年和2008年）的高強度火燒跡地上選取樣地，并在每個年限火燒跡地的鄰近位置選擇立地條件相似的未燒樣地作為對照，在所選取的樣地中各設置3塊20 m×20 m標準樣地，共計18塊。

表1 林火強度等級劃分標準[6]

2.2 樣品采集

于2012年按不同季度(春季在5月上旬，夏季7月份下旬，秋季9月份下旬，冬季12月份下旬)對土壤樣品進行采集。采用5點混合隨機取樣法取樣，即在每處采樣點先移去土壤表面的凋落物層及雜物后，用土鉆采集土壤表層(0～15 cm)的土樣3份，混和后作為1個土壤樣品，每個標準樣地3次重復，共計24份土壤樣品。

3 土壤含水率的測定

將采集的土壤樣品放入220 v/380 v的101-型電熱鼓風干燥箱內，105℃下連續烘干24 h至恒重（間隔6 h 2次稱量所得的含水率差小于0.1%即視為恒重,采用精度為0.01 g的電子天平稱重），計算可燃物含水率[7]：

4 數據統計與分析

數據分析采用Excel2003和SPSS13.0完成，相關性采用person法，方差分析采用LSD法:最小顯著差法，a可指定0～1之間任何顯著性水平，默認值為0.05。

5 結果分析

5.1 不同強度火燒跡地中土壤含水率的均值變化

不同強度（低、中、高強度）火燒樣地中土壤含水率（圖1）均值分別為28.31%、30%和28.52%，相對于對照樣地的含水率(29.43%)，低強度和高強度火燒跡地分別降低了3.81%和3.1%，而中強度火燒跡地卻上升了1.94%，表現為低強度＜高強度＜對照＜中強度，差異不顯著（P＞0.05）。

5.2 火后不同年限火燒跡地上土壤含水率變化火后不同年限土壤含水率（圖2）表現為2002年高強度和2002年對照＞2006年高強度和2006年對照＞2008年高強度和2008年對照。在火后不同年限的火燒跡地中，2002年對照＞2002高強度，2006年對照＞2006年高強度，2008年對照＞2008年高強度。

圖1 不同強度火燒對土壤含水率的影響

圖2 火后不同年限火燒跡地中土壤含水率的變化

5.3 不同強度火燒跡地中土壤含水率的季節動態變化

對照樣地和不同強度（低、中、高強度）火燒樣地中土壤含水率范圍分別16.36%～50.43%、14.97%～50.27%、18.6%～61.2%、16.1%～55.8%，土壤含水率在不同強度火燒跡地和對照樣地上具有明顯的動態變化格局(圖3)，動態變化顯著（P＜0.05）。

圖3 不同強度火燒跡地中土壤含水率的動態變化

5.4 火后不同年限火燒跡地上土壤含水率季節動態變化

2002年火燒樣地和對照樣地上的土壤含水率沒有明顯的季節動態變化(圖4)，在2006年和2008年的火燒樣地和對照樣地上有明顯的季節動態變化(圖5～圖6)，2006年火燒和對照樣地上季節動態變化呈U字型變化趨勢，而在2008年火燒和對照樣地上土壤含水率卻隨著季節變化逐漸降低。

圖4 2002年火燒跡地中土壤含水率的季節變化動態

圖5 2006年火燒跡地中土壤含水率的季節變化動態

圖6 2008年火燒跡地中土壤含水率的季節變化動態

6 討論

6.1 不同強度火燒跡地中土壤含水率表現為低強度＜高強度＜對照＜中強度，火后不同年限火燒跡地中，高強度火燒跡地中土壤含率也低于對照樣地，這可能與土壤水分蒸發有關。火干擾后，土壤上面的灌木、草本、枯落物和半腐殖質燃燒后，土壤表面的保護層減少，增加了土壤表面水分的蒸發[8-15]。而且燃燒不完全時，土壤表層的有機物質被燒黑，降低了反射率，增加了熱量的吸收，進而也加速了水分的蒸發，這可能是導致高強度和低強度火燒跡地中土壤含水率降低的原因之一。

6.2 中強度火燒跡地中含水率高于對照，這可能是采樣不均和立地條件的差異造成的。本研究中，盡量選擇立地條件相似的樣地作比較，但是其中也許有差異，這需要在以后的研究中進一步證明。

6.3 不同強度和火后不同年限火燒樣地中土壤含水率的差異都不顯著，火后不同年限火燒跡地中土壤含水率與森林火災發生后間隔的時間呈正比，距離森林火災發生的時間越久，土壤含水率越高，距離森林火災發生的時間越近，土壤含水率越低。這可能與土壤含水率受環境影響較大有關，如植被的蓋度。

6.4 土壤含水率在季節動態變化中表現不一，這可能是降雨量大小和不均導致的。

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第1作者簡介：魏云敏（1979-），女，博士，副研究員，主要從事森林防火的研究。

（責任編輯：李丹）

S714.5

A

1001-9499（2016）06-0024-03

2016-08-13

*黑龍江省林業科學院青年基金項目（201415）