火烧强度和火后恢复时间对大兴安岭森林土壤有机碳含量的影响

在大兴安岭针叶林生态系统中,林火是驱动森林结构与功能变化的主要因子之一,对土壤碳循环过程产生了深刻影响.本研究在大兴安岭林区选择不同火烧强度(轻度、中度、重度)和火烧年份(1987—2012年)的火烧迹地开展野外调查,分土壤发生层(O层、A层、AB层、BC层、C层)采集样品,采用双因素方差分析和多重比较法,分析了火烧强度和火后恢复时间对森林土壤有机碳含量的影响.结果表明:中度和重度火烧后,土壤O层有机碳含量呈逐年上升趋势;A、B层土壤有机碳含量在轻、中度火烧后呈逐年下降趋势,其随时间的变化情况为火后3年>火后5年>火后10年>火后10年以上,在重度火烧后的10年之内呈逐年上升趋势,但在火后10年以上又迅速下降;BC层有机碳含量变化无明显规律.

火干扰对兴安落叶松森林土壤微生物群落的影响

以大兴安岭地区兴安落叶松(Larix gmelinii)林土壤微生物为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究不同火烧强度和火后恢复时间对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)火烧强度、火后恢复时间及它们的交互作用对兴安落叶松林土壤微生物群落生物量和结构均具有显著(P<0.05)影响;(2)随着火烧强度的增大,土壤微生物总PLFAs质量摩尔浓度、细菌PLFAs质量摩尔浓度及其相对丰度、真菌PLFAs质量摩尔浓度、放线菌PLFAs质量摩尔浓度、丛枝菌根真菌PLFAs质量摩尔浓度及其相对丰度、细菌和真菌比值均呈减小趋势,而放线菌和真菌PLFAs相对丰度、革兰氏阳性细菌和阴性细菌比值均呈增大趋势;(3)随着火后恢复时间的延长,土壤微生物总PLFAs质量摩尔浓度,细菌、真菌和丛枝菌根真菌PLFAs质量摩尔浓度在高火烧强度表现出增大的趋势;(4)与对照相比,低火烧强度在部分火后恢复时间内促进了微生物的生长,而中火烧和高火烧强度则抑制了微生物的生长。不同火后恢复时间和火烧强度下的土壤养分的变化是引起土壤微生物群落生物量和结构改变的原因之一,研究火干扰对土壤微生物的影响时,应考虑火烧强度和火后恢复时间的综合作用。

兴安落叶松火烧迹地林褥层碳氮化学计量特征

【目的】林褥层是主要的森林地被可燃物,是林火干扰北方森林生态系统进程的物质基础。养分循环和能量流动属于森林火烧迹地生态恢复的核心内容,探寻火烧迹地林褥层碳、氮化学计量特征与时间、空间因子间的关系,能够为研究火干扰对森林生态系统碳氮循环的影响提供理论依据。【方法】以不同过火年份兴安落叶松火烧迹地和未过火兴安落叶松林样地的林褥层(未分解凋落物层、半分解凋落物层)作为研究对象,测定样品全碳、全氮、铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳含量。采用单因素方差分析(ANOVA)比较林褥层碳、氮化学计量特征在不同恢复时长、不同空间特征上的显著差异性;用皮尔森相关性表明林褥层碳含量、氮含量和碳氮比与各因子之间的相关程度;用因子分析法综合分析不同因子对林褥层碳氮化学计量比的影响程度。【结果】随恢复时长增加,未分解层碳、氮含量和C/N呈先升高再降低的趋势,半分解层与之相反。随着海拔升高,未分解层碳含量和C/N、半分解层碳含量呈现上升趋势,半分解层C/N呈先降低再升高的趋势。未分解层碳含量和C/N平坡显著高于缓坡(P<0.05),氮含量平坡略低于缓坡(P>0.05)。半分解层碳含量和氮含量缓坡略高于平坡,C/N平坡略高于缓坡。环境因子对未分解层碳氮比影响大小顺序为经度>纬度>铵态氮含量>氮含量>碳含量>坡度>坡向>pH,对半分解层碳氮比影响大小顺序为经度>碳含量>坡向>海拔>氮含量>pH>硝态氮含量。【结论】恢复时长和空间因子均是兴安落叶松火烧迹地林褥层碳含量、氮含量和碳氮化学计量比的影响因子。部分空间因子如坡度、坡向对兴安落叶松火烧迹地林褥层碳含量、氮含量和碳氮化学计量比具有显著影响。时间因子和空间因子可通过改变兴安落叶松火烧迹地林褥层的分解速率进而对其所在的火顶极森林生态系统的碳、氮循环过程产生一定影响。