关键词:
多年冻土
大兴安岭
土壤有机碳储量
土壤全氮储量
火烧强度
摘要:
在北方多年冻土区,森林火灾不仅影响森林生态系统的土壤属性,还会对多年冻土环境、土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量及储量造成影响。中国东北多年冻土区位于欧亚多年冻土带的南缘,在气候变化和人类活动影响下,多年冻土正在发生广泛退化,进而影响多年冻土中碳排放与碳氮储量,对气候变暖形成正反馈效应。本研究选择大兴安岭北部阿龙山镇2009年火烧迹地,以未火烧样地作为对照,研究不同火烧强度(轻度和重度火烧)对多年冻土区SOC和TN含量及储量的影响。结果表明:(1)SOC和TN含量和储量在不同火烧强度下差异显著。随火烧强度的增加,SOC和TN含量和储量逐渐降低。与未火烧样地相比,SOC含量在轻度和重度火烧样地分别降低9.78%和65.11%;SOC储量在轻度和重度火烧样地分别降低9.29%和68.48%;TN含量在轻度和重度火烧样地分别降低1.99%和52.49%;TN储量在轻度和重度火烧样地分别降低3.23%和51.61%。随着土壤深度的增加,SOC和TN含量逐渐降低;SOC储量在未火烧样地呈波动式变化,轻度火烧样地先增加后降低,重度火烧逐渐降低;土壤TN储量在未火烧和轻度火烧样地呈波动式变化,在重度火烧样地呈逐渐降低的趋势。(2)随着火烧强度的增加,土壤温度逐渐增加。在0~100 cm深度,与未火烧样地相比,土壤温度在轻度和重度火烧样地分别增加了(0.87±0.18)℃和(9.09±0.37)℃;土壤含水量(SMC)在轻度火烧样地增加(17.79±3.36)%,在重度火烧样地降低(16.71±2.92)%。随着土壤深度的增加,土壤温度和SMC呈下降趋势。(3)冗余分析(RDA)表明,微生物生物量氮(MBN)是影响火后土壤碳氮含量及储量的关键因子,解释率为65.6%(P=0.002)。土壤SOC和TN含量与土壤温度、SMC、土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、微生物生物量碳(MBC)和MBN呈显著正相关,与火烧强度、土壤深度和pH呈显著负相关。SOC和TN储量与火烧强度、土壤深度、土壤温度、容重以及土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)呈显著负相关。综上所述,林火对SOC和TN储量产生了显著影响,导致SOC和TN储量损失,改变了碳氮库的分布格局,降低了土壤碳氮库的稳定性。森林火灾对多年冻土区SOC和TN含量及储量的研究对生态系统碳平衡及寒区生态环境的管护具有重要意义,并且可以为北方多年冻土区SOC和TN储量提供重要数据参考。