火烧对油松天然林林下植被及土壤的影响
森林火灾对林地土壤理化性质及微生物变化的影响
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土壤微生物采用平板稀释法测定。 1.4 数据分析
采用 Excel2010和 SPSS15.0进行数据统计分 析。
2 结果与分析
2.1 森林火灾对林地土壤理化指标的影响
土壤温度对土壤内部理化指标变化有一定的影
响 ,其 主 要 是 对 一 些 物 理 指 标 产 生 直 接 影 响 ,进 而 间
接对化学指标产 生 变 化。 由 表 1 可 知,森 林 火 灾 后
பைடு நூலகம்LiuXuxin
(FuxinForestryDevelopmentServiceCenter,LiaoningProvince,Fuxin123000,China)
Abstract Afterthefireofforestlandsoil,thequalityofforestlanddecreases,whichbringsdifficultiestothefollowuprestorationofforestland.Thechangesofphysiochemicalindexesand microbialquantityinovergrownforest werestudied.Resultshowsthatthephysicochemicalindexesofforestlandchangegreatlyafterfire,thebulkdensity increase,andtheporosity,watercontentandsoilpH decreasesignificantly.Afterfire,thenumberofmicroorganismsdecreasesignificantly,andthechangesaresignificantlycorrelatedwiththechangesofsoilphysical& chemical indexes. Keywords forestfire;forestsoil;physicalandchemicalproperties;microbial
林火对大兴安岭典型植被土壤理化性质的影响
３ 结 果 与 分 析
３ １ 林 火对土 壤 含水 率的影 响 ．
由表 ｌ可 知 ： 中度 火烧 强 度 的 白桦 林 土 壤 含水 率 是落 叶松林 的 ３ ７倍 ， 原 始林 和 重 度 火 烧 强度 ． 而
土壤 含水 率 的测 定 ： 在样 地 中沿 两 个对 角线 利 用 Ｔ Ｒ１０测 量土壤 含水 率 各 １ Ｄ ０ ０次 ， ２ 共 ０次 ， 平 取
ｓｔｅ ｎ Ｈｕ ｈ ｎ ｔｏ ｌＮａｕｒ ｓ ｒ ｅ ｏ ｘｎ ’ ｏ ｎｔｉ ｓ ｂ ｏ ｉｉｓ ｉ ｚ ｏ ｇ Ｎａ ｉｎａ ｔ ｅ Ｒｅ ｅ ｖ ｆＤａ ｉ ｇ ａ Ｍ ｕ ａ ｎ ｙ ｃ ｍｐａｉ ｇ ｗｉｈ ｔ ｅ ｎ ｒ ｅ ｏ ｅ ｔａ ｓ Ｒｅ ｕｔ ｎ ｒｎ ｔ ｈ ｕ ｂｕ ｎ ｄ ｆｒ ｓｌ ｎｄ ． ｓ ｌｓ
全磷用 Ｎ Ｏ ａ Ｈ熔 融 一 钼锑 抗 比色法 进行 测定 ； 壤全 土
然 保护 区 ２０ ０ ８年火 烧迹 地为研 究对 象 ， 究 了林 火 研 干扰 对 大兴 安 岭两 种典 型林 型—— 落 叶松林 和 白桦 林 土壤 理化 性 质 的影 响 ， 旨在 了解林 火干 扰 后 落 叶 松林 和 白桦 林 生 长 的养 分 供 应 情 况 ， 定 合 理 、 确 有 效、 可行 的森林 经 营对策 ， 为加 速被 破坏 森林 的恢 复 提供 可靠 的科学 理论 依据 。
ｆａ ｌ ｔ ｎ ＠ ｙ ｈ ｏ Ｃ ｌ ． ｌ。 ｒｈｄｄｎｒｎｄｕｉ ｍ） 杜香 （ｅｕ ａｕｔ ） 。 Ｒ ｏｏｅｄｏ ａｒｕ 、 ｃ Ｌｄｍｐ ｌ ｒ 等 ｓｅ
２ 研 究 方 法
试 验样地 选 择 ： ２０ 于 ０９年选 择坡 度 、 向 、 拔 坡 海 等立 地条 件 基 本 一致 ， 中度 火 烧 （０ ～６ ％ 为 活 ４％ ０
林火对植物的危害
林火对植物的危害
林火对与植物的种子、植株、群落和生态系统都有不同程度的危害，
1、烧毁林木
森林一旦遭受火灾，最直观的危害是烧死或烧伤林木。
一方面使森林蓄积下降，另一方面也使森林生长爱到严重影响。
森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间。
特别是高强度大面积森林火灾之后，森林很难恢复原貌，常常被低价林或灌丛取而代之。
如果反复多次遭到火灾危害，还会成为荒草地，甚至变成裸地。
例如，1987年“5.6”特大森林火灾之后，分布在坡度较陡的地段的森林严重火烧之后基本变成了荒草坡，生态环境严重破坏，再要恢复森林几乎是不可能的。
2、烧毁林下植物资源
森林除了可以提供木材以外，林下还蕴藏着丰富的野生植物资源。
如东北大兴安岭林区的“红豆”(越桔)和“都仕”(笃斯越桔)等是营养十分丰富的野果，现已开发了红豆果茶、都仕果酒等天然绿色食品，深受广大消费者的青睐;利用黄芪做原料而生产出来的“北芪神茶”，以其营养丰富、无污染，且滋补功能强等特点而驰名中外。
长白山林区的人参、灵芝、刺五加等是珍贵药材。
我国南方的喜树可提炼出喜树碱，喜树碱是良好的治疗癌症的药物;漆树可加工制成漆;桉树提炼出的桉油是制造香皂、香精的最佳原料等等，不胜枚举。
所有这些林副产品都具有重要的商品价值和经济效益。
然而，森林火灾能烧毁这些
珍贵的野生植物，或者由于火干扰后，改变其生存环境，使其数量显著减少，甚至使某些种类灭绝。
森林大火对生态系统的影响有哪些
森林大火对生态系统的影响有哪些森林大火，这一自然界中极具破坏力的现象，给生态系统带来了多方面的深远影响。
首先，森林大火会对植被造成直接且严重的破坏。
森林中的树木、灌木和草本植物在大火中可能被烧毁殆尽。
对于那些生长多年的大树，一场大火可能意味着它们生命的终结。
原本茂密的森林可能会在短时间内变得满目疮痍，只剩下烧焦的树干和黑漆漆的土地。
这不仅导致了植物数量的急剧减少，还改变了植被的种类和分布。
一些耐火性较弱的物种可能会在大火后难以恢复，而那些耐火性较强的物种则有机会占据更多的生存空间，从而改变了整个生态系统的物种结构。
其次，森林大火对动物的生存也构成了巨大威胁。
许多动物在大火中失去生命，或是因为来不及逃离而被烧伤、烧死。
那些幸存下来的动物也面临着栖息地丧失和食物短缺的困境。
它们原本熟悉的生存环境被破坏，可能需要迁移到其他地方寻找新的栖息地。
这一过程充满了风险和挑战，许多动物可能会在迁徙途中因为不适应新环境或者遭遇天敌而死亡。
此外，森林大火还可能破坏动物的繁殖地和冬眠场所，影响它们的繁殖和生存节律。
森林大火还会对土壤质量产生显著影响。
大火产生的高温会导致土壤中的有机物被燃烧，破坏土壤的结构和肥力。
原本肥沃的土壤可能会变得贫瘠，失去保水和保肥的能力。
这对于后续植被的恢复和生长极为不利，因为缺乏良好的土壤条件，新的植物种子难以扎根和生长。
而且，大火后的土壤更容易受到侵蚀，暴雨冲刷可能会带走大量的表层土壤，进一步加剧土地的退化。
再者，森林大火对水资源也有不可忽视的影响。
大火产生的灰烬和污染物会随着雨水流入河流和湖泊，导致水质恶化。
水中的溶解氧含量可能下降，影响水生生物的生存。
同时，森林大火还可能破坏水源涵养地，减少可利用的水资源量。
在一些干旱地区，这一影响可能更为严重，甚至会影响到当地居民的生活用水和农业灌溉用水。
从生态系统的整体功能来看，森林大火削弱了生态系统的调节能力。
森林作为地球之肺，具有调节气候、吸收二氧化碳、释放氧气等重要功能。
火烧对森林土壤有机碳的影响研究进展
火烧对森林土壤有机碳的影响研究进展
郭剑芬1,2, 杨玉盛1,2,*, 陈光水1,2, 尹云锋1,2, 谢锦升1,2
1 湿润亚热带山地生态国家重摇 350007
摘要: 对国内外火烧影响森林土壤有机碳动态的研究成果进行了综合述评。 较多研究表明低强度火烧不会造成土壤有机碳贮 量的明显变化,但火烧非常强烈而彻底,土壤有机碳明显减少。 有限研究表明火烧对森林土壤呼吸的影响结果有增加、降低或 无影响,因火烧强度、火后观测时间、森林类型、火烧迹地上植被恢复进程和气候条件等而异。 同时,火烧对土壤有机碳组分 ( 活性有机碳和黑碳) 也具有不同程度的影响。 随着全球变化研究的深入,火烧作为森林主要管理措施对大气 CO2 浓度影响亦 愈来愈受重视,今后应着重开展以下几方面研究:( 1) 扩大气 候和经 营管 理 的变 化 对森 林土 壤有 机 碳贮量 时空动 态影 响研究; (2) 深入探讨火烧影响土壤 CO2 释放的过程及机理;(3) 加强火烧历史和频率对黑碳影响的研究;(4) 从广度和深度上加强火烧 等经营措施对亚热带森林土壤碳动态影响的研究。 关键词: 火烧; 土壤有机碳; 土壤呼吸; 活性有机碳; 黑碳
生态学报 ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.9 May,2015
DOI: 10.5846 / stxb201306101646 郭剑芬, 杨玉盛, 陈光水, 尹云锋, 谢锦升.火烧对森林土壤有机碳的影响研究进展.生态学报,2015,35(9) :2800鄄 2809. Guo J F, Yang Y S, Chen G S, Yin Y F, Xie J S. A review of effects of fire on soil organic carbon in forests. Acta Ecologica Sinica,2015,35 ( 9) : 2800鄄 2809.
林火会导致土壤细菌流失吗
林火会导致土壤细菌流失吗
火烧对土壤的影响或有利或有害，这主要取决于火烧强度，那么，林火会导致土壤细菌流失吗？
高强度火烧对土壤微生物有致死作用；中强度火烧后，土壤中细菌、真凶、放线菌数量有增加的趋势；而低强度火烧后，细凶、真菌、放线菌数量变化不明显。
在连年火烧迹地上，细菌数量下降，真菌、放线菌数量有所增加。
火烧后，细根系的生物量均有所增加，且高强度火烧后增加最显著，其次是低强度火烧，中强度火烧最不明显；无论何种强度的火烧迹地，第一场雨过后，细根系生物量都有明显增加。
另外，高强度的大火，能破坏土壤的化学、物理性质，降低土壤的保水性和渗透性，使某些林地和低洼地的地下水位上升，引起沼泽化；另外，由于土壤表面炭化增温，还会加速火烧迹地干燥，导致阳性杂草丛生，不利森林更新或造成耐极端生态条件的低价值森林更替。
最后，森林具有涵养水源，保持水土的作用。
据测算，每公顷
林地比无林地能多蓄水30立方米。
三千公顷森林的蓄水量相当于一座100万立方米的小型水库。
因此，森林有“绿色水库”之美称。
此外，森林树木的枝叶及林床（地被物层）的机械作用，大大减缓雨水对地表的冲击力；林地表面海绵状的枯枝落叶层不仅具有雨水冲击作用，而且能大量吸收水分；加之，森林庞大的根系对土壤的固定作用，使得林地很少发生水土流失现象。
然而，当森林火灾过后，森林的这种功能会显著减弱，严重时甚至会消失。
因此，严重的森林火灾不仅能引起水土流失，还会引起山洪爆发、泥石流等自然灾害。
火烧对林地土壤理化性质的影响
火烧对林地土壤理化性质的影响曹慧;白晋华;王建让;郭晋平;贺薇;师爱华【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(035)004【摘要】为进行火烧迹地早期环境的管理,采用实地踏察和室内分析法,以山西省中条山三交林场2 a后的火烧迹地为研究对象,比较了未过火的油松林地与2种不同火烧程度(轻度火烧、重度火烧)油松林地的土壤含水量、容重、孔隙度、pH值、全氮、全磷等理化性质之间的差异.结果表明,轻度火烧后林地土壤A层(＜10 cm)与B层(10～20 cm)的含水量和容重分别提高了23.62％、55.97％和0.76％、8.53％,土壤A层的全氮却降低了11.11％,B层提高了25.00％,全磷A层与B层分别降低了20.00％、41.67％.重度火烧后林地土壤A层与B层的含水量分别降低了11.49％、6.66％,容重分别降低10.00％、6.20％,孔隙度、pH值、全氮、全磷却提高6.12％、2.08％,0.47％、0.95％,11.11％、16.67％,114.00％、100.00％.说明2 a后不同火烧强度的林地土壤与未过火的林地土壤之间仍然有差异.【总页数】4页(P378-381)【作者】曹慧;白晋华;王建让;郭晋平;贺薇;师爱华【作者单位】山西农业大学林学院,山西晋中030801;山西农业大学林学院,山西晋中030801;加拿大湖首大学,加拿大P785E1;山西农业大学林学院,山西晋中030801;山西农业大学林学院,山西晋中030801;山西省晋城市林业局,山西晋城市048000【正文语种】中文【中图分类】S762【相关文献】1.沼液施用量对毛竹林地土壤理化性质及碳储量的影响 [J], 柴彦君;黄利民;董越勇;李艳;王志荣;单胜道;平立凤;张无敌2.森林火烧黑炭对闽楠幼苗生长及林地土壤养分的影响 [J], 张秋霞;吴晓生;严强;林勇辉;刘先;王玉哲3.森林火烧黑炭对闽楠幼苗生长及林地土壤养分的影响 [J], 张秋霞;吴晓生;严强;林勇辉;刘先;王玉哲4.粤北林下种草对林地土壤理化性质的影响 [J], 胡亚琴;冯巧娟;尹祥;唐国建;许留兴;李芳华;彭华贵;张建国5.青海高原油松林地土壤理化性质差异性及对油松长势影响 [J], 罗旭鹏;张锦梅;马文斌;刘宝尧;韩志伟;李晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
解释林火过后15年内土壤造成植被生产力升高的原因。
林火是森林生态系统中的一种自然灾害，会对土壤和植被造成严重的破坏。
然而，有研究表明，林火过后的15年内，土壤的植被生产力会出现升高的现象。
这一现象的背后是什么原因呢？本文将对此进行深入解释。
一、林火对土壤造成的影响1. 碳和氮的释放林火会导致土壤中的有机质燃烧，释放出大量的碳和氮，这些元素的损失会直接降低土壤的肥力。
2. 土壤结构破坏林火的高温会造成土壤结构的破坏，使土壤变得疏松，容易被侵蚀。
3. 营养元素流失林火会导致土壤中的营养元素流失，使得土壤贫瘠化，影响植物生长。
二、土壤植被生产力升高的原因1. 高温燃烧促进土壤无机质的释放林火的高温燃烧会促进土壤中有机质向无机质的转化，释放出更多的营养元素，为植物的生长提供了更丰富的营养物质。
2. 土壤再生能力强在经历了林火之后，土壤会通过微生物的作用和植物残体的分解来进行新陈代谢，使得土壤的再生能力得到加强。
3. 植物竞争力降低由于林火的影响，原有的植被往往会受到破坏，新生的植物能够更好地利用土壤中的营养元素，提高自身的竞争力。
三、林火对土壤植被生产力升高的影响持续的时间1. 土壤修复时间较长尽管林火过后土壤植被生产力会出现升高的现象，但是土壤的完全修复需要较长的时间，通常需要经历15年左右的时间才能恢复到原有状态。
2. 植被生产力提升的效应持续性林火之后，土壤中的营养物质充足，新生的植被能够充分利用这些营养物质，使得植被生产力的提升效应能够持续较长时间。
结论林火过后土壤植被生产力升高的现象是由于林火促进了土壤中的无机质的释放，土壤具有较强的再生能力以及植物竞争力降低等原因所致。
然而，这种现象的持续时间较长，需要经历较长的时间才能完全修复。
对于林火过后的土壤植被生产力的研究对于森林生态系统的保护和恢复具有重要的意义。
在过去的研究中，科学家们对林火过后土壤植被生产力升高的原因进行了探究，并取得了一定的成果。
然而，随着研究的深入和技术的不断进步，我们发现这一现象背后的机制还有许多未知之处。
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2015年10月防 护 林 科 技O c t .,2015第10期(总145期)P r o t e c t i o nF o r e s t S c i e n c e a n dT e c h n o l o g yN o .10(S u m N o .145)文章编号:1005-5215(2015)10-0003-04收稿日期:2015-09-01基金项目:山西省百人计划基金项目(2010005) 作者简介:曹慧(1990-),女,山西临汾人,硕士研究生,从事林业资源管理研究.通讯作者:白晋华,副教授,硕士生导师,E m a i l :b a i -jh 168@163.c o m 火烧对油松天然林林下植被及土壤的影响曹慧1,白晋华1,王建让2,郭晋平1,贺薇1,师爱华3(1.山西农业大学林学院,山西晋中030801;2.L a k e h e a dU n i v e r s i t y,P 7B 5E 1;3.山西省晋城市林业局,山西晋城048000)摘 要 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㊂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㊂(2)林火使土壤p H 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<10c m 提高了5%㊁58.3%,10~20c m 却降低了9.2%㊁17.6%;重度火烧对林地土壤总孔隙度㊁全磷呈上升趋势,土壤A 层(10~20c m )与B 层(10~20c m )分别上升了(8%㊁2%)㊁(20%㊁42%),其中土壤全磷呈现显著差异水平㊂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㊂关键词 火烧;林下植被;生物多样性;土壤理化性质中图分类号:S 762.1 文献标识码:A d o i :10.13601/j.i s s n .1005-5215.2015.10.002E f f e c t o f F i r e o nU n d e r s t o r y V e ge t a t i o na n dS o i l i n P i n u s t a b u l a ef o r m i s P l a n t a t i o n C a oH u i 1,B a i J i n h u a 1,W a ng J i a n r a n g 2,G u o J i n p i n g 1,H eW e i 1,S h iA i h u a 3(1.F o r e s t r y C o l l e g e ,S h a n x iA r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,J i n z h o n g 030801,C h i n a ;2.L a k e h e a dU n i v e r s i t y ,P 7B 5E 1;3J i n c h e n g F o r e s t r y B u r e a u ,S h a n x i P r o v .,J i n c h e n g 048000,C h i n a )A b s t r a c t U s i n g s t a t e -o w n e d f o r e s t f a r mo f S h a n x i P r o v i n c e a f t e r t h e f i r e o f P i n u s t a b u l a e f o r m i s f o r e s t u n d e r g r o w t h q u a d r a t s u r v e y d a t a ,a n d t h r o u g h l a b o r a t o r y a n a l y s i s ,c o m p o s i t i o n ,b i o d i v e r s i t y a n d t h e s o i l p h y s i c a l a n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s v e g e t a t i o n s p e c i e s i nh e r ba n d s h r u b l a y e r u n d e r s t o r y v e ge t a t i o nu n d e r t h ef i r e i n t e r f e r e n c ew i t hd i f f e r e n t s t r e ng th s a f t e r 2aw e r e s t u di e d .R e s u l t s h o w s t h a t :1)S p e c i e sc o m p o s i t i o n i nt h eu n d e r g r o w t h ,i m p o r t a n t v a l u e a n db i o d i v e r s i t y i n c r e a s ew i t h t h e r i s e o f f i r e i n t e n s i t y a m o n g a l l t h e s u r v e y s a m p l e a r e a ,w h i c hs h o w s t h a t s e r i o u s f i r e >l o w -m e d i u mf i r e >u n b u r n e d .T h e i n c r e a s eo fs p e c i e sd i v e r s i t y u n d e r s t o r y v e g e t a t i o na r eo b v i o u s l y h i g h e r t h a n t h a tw i t h o u t f i r e i n t e r f e r e n c e a f t e r t h e f i r e .2)T h e P h v a l u e o f t h e s o i l w a s i n c r e a s e d b y f o r e s t f i r e s ,a n d s h o w s t h a t l o w -m e d i u mf i r e>s e r i o u s f i r e>u n b u r n e d ;c o m p a r e d t oC K ,t h e c h a n g e t r e n d o f l o w -m e d i u mf i r e i s t h e s a m e w i t h s o i l b u l kd e n s i t y a n d t o t a l n i t r o g e n o f P .t a b u l a e f o r m i s .Al a y e r o f s o i l (<10c m )i n c r e a s e b y 5%&58.3%;Al a y e r o f s o i l (10-20c m )d e c r e a s eb y 9.2%&17.6%;t h ee f f e c t o f s e r i o u sb u r no ns o i l t o t a l p o r o s i t y &to t a l p h o s p h o r u s o fw o o d l a n d a p p e a r s t h e i n c r e a s i n g t r e n d ;Al a y e r o f s o i l (10-20c m )a n dB l a y e r o f s o i l (10-20c m )i n -c r e a s eb y (8%,2%)&(20%,42%)r e s p e c t i v e l y ;t o t a l p h o s p h o r u so fs o i l s h o wl e v e l sw i t hs i g n i f i c a n td i f fe r -e n c e s .I t s h o w s t h a t u n d e r t h e c o n d i t i o no fn a t u r a l r e g e n e r a t i o n ,f i r ew i t hd i f f e r e n t i n t e n s i t i e sn o t o n l y c h a ng ed i -r e c t l y s o i l n u t r i e n t c o n t e n t o f P .t a b u l a e f o r m i s p l a n t a t i o n ,b u t a l s o c h a n g e i n d i r e c t l y t h e u n d e r g r o w t hb i o d i v e r s i t y .K e y wo r d s f i r e ;u n d e r s t o r y v e g e t a t i o n ;b i o d i v e r s i t y ;s o i l p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s 北方针叶林中,影响林下植被组成㊁动态及其生态功能的一个重要驱动力是林火干扰㊂它一方面影响了林下植被火后树木更新苗的定植㊁重建速率及森林演替轨迹;另一方面也影响元素的生物地球化学过程(凋落物降解和养分循环)[1]㊂探讨火后林下植被的更新及土壤肥力的影响,对防止生态系统功能的衰退,合理经营森林资源,实现可持续发展具有重要的现实意义㊂近些年,对火烧后森林的研究主要集中在对北方针叶林的林冠层以及少量的落叶阔叶树种以及一些栎类幼苗的更新特征[2-7]㊂而作为华北地区温性针叶林的代表类型油松纯林,其林下植被及土壤的变化及影响因子的研究很少㊂为此本文通过选择和设置立地条件(包括引火方式㊁可燃物类型㊁坡向㊁坡度㊁海拔等)相一致的条件下,对油松天然林林下植被自然恢复后的植被物种的组成及生物多样性和土壤理化性质之间进行系统的分析,并与未火烧的油松天然林相比较,以探讨2种不同强度(重度火烧㊁中轻度火烧)后植被更新及对土壤的影响,为华北地区油松天然林生态功能的科学评价,合理利用森林土壤资源,维护早期火烧迹地的环境,提高油松天然林生产力提供科学依据㊂1试验地概况试验地处中条山与太岳山交汇地带,位于临汾市浮山县东部㊂地理坐标112ʎ00ᶄ 112ʎ13ᶄE,35ʎ49ᶄ 36ʎ03ᶄN㊂林场境内地貌属中起伏侵蚀中山,地势北高南低,海拔680~1460m,在构造上总特点是以断裂作用为主,境内岩石主要为砂质岩,表面覆盖第四纪黄土母质㊂气候属暖温带大陆性季风气候,气候温和干燥,年平均气温约11ħ,最高月平均气温20ħ,最低月平均气温-10ħ,极端最高气温37ħ,极端最低气温-13ħ,年日照时数2293h,年降水量527.7mm,多集中在7 9月,全年无霜期133d,大风多在3 4月,由于冬夏季风一年一度交替使得冬春寒冷干旱多风,夏秋潮湿多雨,故冬春必须加强森林防火㊂林场植物资源稀少,林分以油松(P i n u s t a b u l i f o r m i s)纯林为主,且分布不均,在成片面积中主要树种有油松㊁辽东栎(Q u e r c u s w u t a i s h a n i c a)㊁刺槐(R o b i n i a p s e u d o a c a c i a)等,少量侧柏(P l a t y c l a d u s o r i e n t a l i s)㊁华山松(P i n u s a r-m a n d i i)㊁兴安落叶松(L a r i x g m e l i n i i)等;灌木种类主要有连翘(F o r s y t h i a s u s p e n s a)㊁黄刺玫(R o s a x a n t h i n a)㊁胡枝子(L e s p e d e z ab i c o l o r)㊁锦鸡儿(C a r a g a n a s i n i c a)㊁绣线菊(S p i r a e as a l i c i f o l i a)㊁丁香(S y r i g a a r o m a t i c u m)等㊂2研究方法2.1样地选择与设置已有研究为了确切地说明林火干扰强度对群落的影响,将火干扰强度按照树冠烧死比例划分为轻度(树冠烧死<30%)㊁中轻度(树冠烧死>30%,<50%)㊁中重度(50%<树冠烧死<70%)和重度(树冠烧死>70%)等4类[8]㊂通过2014年5 7月对试验林场火烧迹地进行实地调查发现,在自然引火的方式下,存在中轻度火烧与重度火烧迹地㊂综合考虑试验林区森林群落类型后,选择以火烧2a后自然更新的乔木层油松天然林为主,调查灌木层和草本层㊂临近火烧迹地的地区作为对照,设置平行样地进行调查与取样㊂2.2生物多样性研究分别在不同火干扰强度的火烧迹地内与未火烧样地中,采取分层式取样进行植被调查,在乔木层中分别对灌木林和草本丛中随机设置5mˑ5m㊁1m ˑ1m的样方,调查植被的种类㊁盖度和高度㊂所设乔灌木及草本样方的多少,按火烧面积的大小及随机所设样方中累计总物种数目不再增加为止㊂数据处理方法:采用重要值㊁辛普森多样性指数来表示林下物种多样性,公式分别为:灌木重要值=(相对密度+相对盖度+相对高度)/3;草本重要值=(相对密度+相对盖度+相对高度)/3;辛普森(S i m p s o n)指数:该指数假设,对无限大的群落随机取样,样本中2个不同种个体相遇的几率可以认为是一种多样性的测度㊂计算公式为: D=1-ðN i(N i-1)/[N(N-1{})]式中:D 辛普森指数;N 总个体数量;N i 第i个物种的个体数量2.3土壤理化性质测定在植物样地中随机选3个50c mˑ50c m的小样方进行土壤取样,采用环刀法分别取2个层次土壤,采集A层(10c m)和B层(10~20c m)样品,测定土壤的含水量㊁容重和土壤孔隙度㊂样品在室内经自然风干㊁研磨㊁过筛等预处理,测定土壤p H 值㊁土壤全氮㊁全磷等指标㊂土壤的p H值采用电位法;全氮采用凯式定氮法;全磷采用H C l O4-H2 S O4熔融-钼锑抗比色法[9]㊂数据处理方法:采用方差分析检验试验处理是否影响土壤各理化性质指标,显著水平设定为P< 0.05㊂所有数据分析在S P S S16.0统计软件中完成㊂3结果与分析林火不仅直接通过对油松天然林地表层土壤的灼烧改变土壤理化性质以及林下植被的特征,而且4防护林科技2015年也间接的通过改变火烧迹地内林冠层的光照㊁垂直降雨,影响土壤的理化性质㊂本文选择在林龄和立地条件大致相似,即把造成林下植被以及土壤本身性质空间异质性的因子最小化,使对油松天然林林下植被和土壤的影响比较更意义㊂3.1 火烧对林地物种组成及其重要值表1 油松天然林未火烧样地物种组成及其重要值层次植物种名密度/株m-2相对密度盖度相对盖度高度/m 相对高度重要值灌木层胡枝子0.7300.9240.0080.2580.2000.0770.420连翘0.0200.0250.0010.0320.6000.2310.096蒙古荚蒾0.0300.0380.0210.6771.2000.4620.392丁香0.0100.0130.0010.0320.6000.2310.0920.790-0.031- 2.600--草本层马尾草8.0000.3810.1400.5710.2000.3640.439黄花蒿0.6670.0320.0170.0680.1500.2730.124费菜5.3330.2540.0210.0870.1000.1820.174婆婆针7.0000.3330.0670.2720.1000.1820.26221.000-0.245-0.550--表2 油松天然林轻度火烧样地物种组成及其重要值层次植物种名密度/株m -2相对密度盖度相对盖度高度/m 相对高度重要值灌木层蒙古荚蒾0.1000.3330.0190.0991.2000.3870.273连翘0.1200.4000.1510.7780.8000.2580.479黄刺玫0.0800.2670.0240.1241.1000.3550.2480.300-0.194- 3.100--草本层河南海棠5.0000.8330.3300.9570.3000.4620.751费菜0.7500.1250.0130.0360.1500.2310.131黄精0.2500.0420.0030.0070.2000.3080.1196.000-0.345-0.650--表3 油松天然林重度火烧样地物种组成及其重要值层次植物种名密度/株m-2相对密度盖度相对盖度高度/m 相对高度重要值灌木层连翘1.6400.5194.3000.2191.4000.2750.338蒙古荚蒾0.6400.2033.0000.1531.2000.2350.197黄刺玫0.3200.1014.5000.2301.2000.2350.189紫丁香0.5200.1657.0000.3570.7000.1370.220胡枝子0.0400.0130.8000.0410.6000.1180.0573.160-19.600- 5.1000---草本层河南海棠8.0000.3120.4040.7290.3000.2450.428苦苣0.3330.0130.0530.0960.1000.0820.064黄芪1.0000.0390.0030.0060.1500.1220.056铁杆蒿11.3330.4420.0510.0910.3760.3070.280离子草0.6670.0260.0100.0180.1000.0820.042婆婆针4.0000.1560.0300.0540.1500.1220.111栒子0.3330.0130.0030.0060.0500.0410.02025.6670.555- 1.226-- 由于调查的样地皆属油松天然林(其中有少量辽东栎㊁刺槐,其所占比例<8%),郁闭度在0.8,所以乔木层的植被几乎没有变化㊂油松天然林仅占该林场有林地总面积的1.3%,树种组成比较单一㊁生物多样性相对比较低,导致调查样方中油松天然林林下植被的更新的种类比较少㊂由表1~表3中可得出,轻度火烧后,植物种类的变化不太明显,而重度火烧林冠层的消失,也只是少量的增加了6种,但不论是重度火烧还是中轻度火烧,都出现了胡枝子㊁黄刺玫㊁河南海棠㊂重度火烧为一些喜光耐旱草本植物提供了入侵场所,并可在短期内迅速占据火烧迹地,如苦苣㊁铁杆蒿和婆婆针等㊂2种火烧后,油松天然林林冠层的重要值基本为0,所以表中没有标注㊂不同火烧强度对油松天然林林下植被密度㊁盖度和高度还是有一定的影响㊂由表1~表3中可知,重度火烧后,林下植被灌木层和草本层的密度显著升高(3.16㊁25.67),轻度火烧后的密度呈下降趋势(0.30㊁6.00)㊂火烧后,林下植被盖度明显低于未火烧,这里所指的林下植被盖度是灌木层和草本层植被盖度的加权平均值[10]㊂林下植被盖度随着火烧强度加大呈上升趋势(重度火烧>轻度火烧>未火烧)㊂其中:重度火烧后灌木层㊁草本层林下植被盖度增量的变化程度分别为631.26和16.90;轻度火烧后灌木层㊁草本层林下植被盖度增量的变化程度分别为5.26和10.13㊂与林下植被盖度的趋势一致,高度与火烧强度成正比㊂与对照相比,浆果类植物河南海棠经历轻度火烧和重度火烧下出现且重要值都很高(0.75㊁0.43),成为优势种;蒙古荚蒾火烧前后重要值无明显变化(0.27㊁0.29),可见,在光照充足或遮阴条件下都表现出对光利用能力很强的特征;连翘的重要值在轻度火烧和重度火烧后升高到第二位(0.48㊁0.34),说明火烧对于连翘的生长有利㊂3.2 火烧对林地生物多样性的影响表4 火烧后林地生物多样性辛普森多样性指数重度中轻度对照油松天然林0.84050.69980.6765由表4可知,不同火烧强度,油松天然林林下植被物种多样性指数随着火烧强度的增加而增加,即重度火烧>轻度火烧>对照样地㊂火烧后物种多样性提高水平明显高于未火烧林,重度火烧后林下植被物种多样性明显高于中轻度火烧林㊂说明重度火烧有利于植物种类的增加㊂3.3 火烧对林地土壤理化性质的影响3.3.1 火烧对土壤物理性质的影响 从表5可知,火干扰的强度不同,对油松天然林土壤结构影响的程度不同㊂轻度火烧后油松天然林土壤A 层的容重为1.26g c m -3,比对照提高5%,重度火烧后土壤A 层的容重无变化,但土壤B 层的容重升高了2.3%,但未达显著差异水平(P <0.05)㊂与对照相比,油松天然林土壤A 层容重与土壤B 层容重随着火烧强度增大后,其比例呈不规律的变化,但均未达到显著结果㊂火烧后土壤的总孔隙度与对照相比随5第10期 曹慧等 火烧对油松天然林林下植被及土壤的影响着火烧的强度,其比例是略增大的趋势㊂重度火烧后土壤A 层与B 层总孔隙度分别提高了8%㊁2%,但也均未达到差异显著水平(P <0.05)㊂表5 土壤理化性质的变化方差分析结果土层深度容重/g cm -3总孔隙度/%pH 值全氮/%全磷/%未火烧<10c m1.20(0.12)0.50(0.01)6.28(0.01)0.12(0.02)a 0.35(0.17)b 10~20c m 1.30(0.12)0.49(0.01)6.31(0.01)0.17(0.02)0.36(0.26)a 重度<10c m 1.20(0.12)0.54(0.01)6.35(0.01)0.18(0.02)a 0.75(0.09)b 10~20c m 1.33(0.12)0.50(0.01)6.37(0.01)0.17(0.02)0.72(0.03)a 中轻度<10c m 1.26(0.12)0.50(0.01)6.39(0.01)0.19(0.02)b 0.28(0.08)a 10-20c m 1.18(0.12)0.49(0.01)6.38(0.01)0.14(0.02)0.21(0.06)b3.3.2 火烧对土壤化学性质的影响 火烧通常易使土壤的酸性增强,从表5可知,表现轻度火烧>重度火烧>未火烧的趋势㊂与对照相比,轻度㊁重度火烧后土壤A 层的p H 分别提高了(1.8%㊁1.1%),B层土壤p H 也提高了(1.1%㊁1.0%),但均未达显著差异水平(P <0.05)㊂轻度火烧后对土壤A 层全氮含量(0.19)明显高于对照土壤B 层全氮的含量(0.12),含量值也达到最高㊂重度火烧后,全氮的含量主要集中在土壤的A 层,彼此之间达到差异明显的程度(P <0.05)㊂与土壤全氮在土壤中的分布趋势不同,土壤全磷随着火烧强度的增大呈上升趋势,均达到显著差异水平(P <0.05)㊂火烧后0~10c m层土壤全磷的含量明显高于10~20c m 层全磷的含量㊂重度火烧后土壤B 层全磷含量值(0.75)达到最高㊂说明火烧对土壤全磷的影响趋势较明显㊂4 结论4.1 林火对油松天然林林下植被的影响火烧后油松天然林林下植被与对照相比盖度和高度增加,重要值明显提高,说明林火能很容易地将油松天然林烧死,导致群落中的光照条件逐渐增强,从而增加了林内环境的异质性㊂重度火烧后,林下的耐荫喜湿植物消失,喜光植物侵入,一些光适应性强的草本植物如苦苣㊁铁杆蒿等树种繁衍起来,形成部分草㊁灌丛植物群落㊂中轻度火烧后对油松天然林林下植被的影响不大,此研究结果与孙家宝一致[11]㊂火烧后样地植物的辛普森多样性指数均大于对照样地,说明油松天然林在经历重度火烧后多样性明显升高,说明由于阳性树种的侵入,导致火烧后林分各层次的多样性指数均增加㊂4.2 林火对土壤理化性质的影响不同强度的火烧使油松天然林林地土壤养分含量有不同程度的增加或减少㊂与对照相比,火烧后的油松天然林地在一定程度上提高了土壤的容重和孔隙度,而B 层的变化却不明显,根据实测地火烧迹地具体情况分析,该地区火烧2a 前曾有降水,雨量较大,特别是春季过后降雪的次数多,对油松天然林的林内可燃物有较大影响,以致火烧后会不易将土壤深层的枯枝落叶层烧掉,不过水分可以更好地被土壤吸收,所以没有造成土壤表面板结现象,对土壤容重和孔隙度无显著影响㊂火烧后土壤p H 一般呈上升趋势,随着火势的增强而上升[12],与本研究一致㊂火烧后土壤的全氮增加,呈不规律的变化㊂这是由于火烧后林下植被生物多样性增加,郁闭度大,光照对地表土壤温度影响降低,减缓了氮的矿化,使得土壤有机氮下降,从而导致土壤全氮的增加影响,如果地表枯枝落叶物较多,补充给土壤的有效性氮也较多㊂火烧后对土壤全磷的含量是显著结果,说明火烧强度很大时会火烧对森林地表覆盖物和表层矿质土壤中全磷的含量有明显影响[13]㊂综合上述,2a 后油松天然林林下植被自然更新的速度随火烧强度的加强而呈增大趋势,即重度火烧在一定程度上促进了其林下植被的更新与发育㊂通过对土壤理化性质的显著性分析,表现出火干扰对该地区土壤仍然有一定的显著影响结果㊂林火的强度不同,对油松天然林林下植被物种多样性和土壤的影响也不同,其中植被的恢复水平不仅与环境资源的数量水平和异质性有关,人为活动以及其他因素的影响也是不容忽视的㊂本试验同时建议对火烧迹地可燃物的类型㊁微生物以及生物量进行详细的补充研究,以获取更确切的资料,得到火烧对油松天然林林下植被和土壤影响的结果会有更强的严谨性㊂参考文献:[1]杨健,孔健健,刘波.林火干扰对北方针叶林林下植被的影响[J ].植物生态学报,2013(5):474-480[2]谷会岩,金靖博,陈祥伟,等.不同火烧强度林火对大兴安岭北坡兴安落叶松林土壤化学性质的长期影响[J ].自然资源学报,2010,25(7):1114-1121[3]邢玮.大兴安岭北部林区林火干扰强度对森林群落影响研究[D ].北京:北京林业大学,2006(下转第21页)6防 护 林 科 技 2015年虫口密度分别为1012头株-1和1426头株-1;林分中间地带100~110m 调查区的虫口密度为13头株-1,调查时有些树木上没有发现松沫蝉若虫㊂2014年时林分中松沫蝉最大虫口密度出现在50~60m 调查区,为2335头株-1,其次是距东林缘较近的150~160m 调查区,为1956头株-1,西林缘㊁东林缘0~20树木生长不良,部分枝梢枯黄,特别是东林缘树木感病较重,树冠顶部1/5枯死,部分枝梢枯黄㊂西林缘的虫口密度为843头株-1;东林缘在调查过程中没有找到生长良好㊁顶梢不枯黄的树木,因此只能调查这一区域内生长状况处于中等水平的树木,得到的虫口密度为515头株-1㊂表3 林分中松沫蝉分布规律调查林分调查区平均树高/m平均胸径/c m平均冠幅/m虫口密度/头株-12012年6月2014年6月Ⅲ西起0~10m8.120.95.21012ʃ180b843ʃ90c 50~60m8.418.24.6297ʃ62c 2335ʃ156a 100~110m 8.8195.713ʃ12a505ʃ55d 156~160m 8.518.54.2412ʃ94c 1956ʃ178b(东林缘)8.317.64.61426ʃ167a515ʃ44d3 结论与讨论3.1 在单株樟子松上松沫蝉南面分布的数量比北面多;林内的树木上中部的枝条上分布的松沫蝉虫口密度大于下部枝条㊂3.2 对当年发生松沫蝉危害的林分林缘到林内松沫蝉的虫口密度呈逐渐减少的趋势;对于已发生危害松沫蝉的3年以上的林分,松沫蝉的最高虫口密度向林分内转移㊂这些分布规律与松沫蝉大发生时,樟子松人工林受害呈现林缘比林内重,树冠的向阳面比阴面重,从顶梢逐渐向下枯黄等现象较吻合㊂这种分布规律可能与松沫蝉喜温暖㊁通风的环境有关㊂参考文献:[1]刘桂荣,宋晓东,徐贵军,等.松沫蝉与松枯梢病的关系及其防治[J ].北华大学学报:自然科学版,2000,1(4):347-351[2]寇井琴,刘恋.松沫蝉若虫在林间分布规律调查初报[J ].河北林业科技,2003(6):19[3]徐桂莲,刘修英,韩秀范,等.松沫蝉防治试验初报[J ].吉林林业科技,1997(3):25-28[4]宋友文.松沫蝉若虫期空间分布型及其应用的研究[J ].辽宁林业科技,1987(6):30-32[5]韩辉,白雪峰,徐贵军,等.章古台樟子松树干液流的密度特征[J ].东北林业大学学报,2013,41(4):27-31(上接第6页)[4]王绪高,李秀珍,贺红士.大兴安岭森林景观在不同火干扰及人工更新下的演替动态[J ].北京林业大学学报,2006,28(1):14-22[5]孔繁花,李秀珍,王绪高,等.林火迹地森林恢复研究进展[J ].生态学杂志,2003,22(2):60-64[6]潘高,潘登,张合平.林火对马尾松杉木混交林的影响[J ].广西林业科学,2013(4):333-338[7]朱学灵,刘晓静,朱从波,等.林火干扰对栎类群落幼苗天然更新的影响[J ].河南科技大学学报:自然科学版,2011(3):56-62,111-112[8]邢玮,葛之葳,李俊清.大兴安岭北部林区林火干扰强度对兴安落叶松群落影响研究[J ].科学技术与工程,2006(14):2042-2046[9]鲍士旦.土壤农化分析[M ].北京:农业出版社,1999[10]张玉红,覃炳醒,孙铭隆,等.林火对大兴安岭典型林型林下植被与土壤的影响[J ].北京林业大学学报,2012(2):7-13[11]孙家宝,张海林,胡海清.火干扰强度对兴安落叶松林物种组成及多样性的影响[J 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