突发性火灾对南方湿地松人工林土壤碳储量影响_1

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1、ResourcesScience第31卷第4期2009年4月2009，31（4）：674-680Vol.31，No.4Apr.，2009文章编号：1007-7588（2009）04-0674-07突发性火灾对南方湿地松人工林土壤碳储量的影响1，2122李纫兰，缪启龙，王绍强，王晶苑（1.南京信息工程大学大气科学学院，南京210044；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101）摘要：火作为影响森林生态系统的一个生态因子，既可能有利于维持生态系统的平衡与稳定，也可能会破坏系统的结构和功能，甚至引起生态系统的失

2、调或崩溃。森林碳储量是陆地生态系统碳库的重要组成部分，研究火烧对土壤有机碳和理化属性的影响，对认识自然或人为干扰下森林生态系统碳储量的变化具有重要意义。本文通过选取2007年5月南方红壤丘陵区典型人工针叶林中一次突发性火灾后形成的一块火烧迹地，划分不同火烧强度，进行土壤调查取样和室内实验分析。研究结果表明，火灾发生2个月后，高强度火烧和中强度火烧下，0～40cm的土壤剖面有机碳储量相比低强度分别降低了61.4%和39.5%；0～10cm、10～20cm和20～40cm等3个土层上，土壤有机碳储量的大小均呈现出低强度火

3、烧＞中强度火烧＞高强度火烧的一致趋势。土壤理化性质方面，中、高强度火烧迹地上土壤容重相比低强度火烧有增大趋势，高强度火烧迹地土壤pH值最高。关键词：森林；火灾；土壤有机碳；火烧强度[10]1引言始因子。火干扰能与土壤热力、水文和生物地球森林生态系统在陆地碳循环中的作用及其对化学循环等过程相互作用，从而对土壤碳储量产生[11]人为碳排放的吸收潜力，正日益得到人们的重视。影响。火对土壤碳的影响既有短期直接性的，也[12，13]目前，国内外科学家对不同干扰条件下的森林碳平有长期间接性的。一方面，火灾过程中有机质土衡状况已开

4、展了大量的综合定量分析[1～5]。作为陆层的燃烧造成土壤有机碳的直接损耗，另一方面，火地生态系统主体的森林生态系统，其土壤有机碳库烧通过改变碳素形态和分布，以及改变物种组成、植更是占到整个陆地生态系统碳的61%左右，即使土物生长、土壤生物区系、土壤淋溶和侵蚀等，对生态[7]壤碳库发生很小的波动，也会对全球碳循环产生重系统的碳循环产生潜在而深远的长期影响。要影响[6]。目前对火灾在生态系统碳循环中作用的实验火烧能在短时间内剧烈改变环境状况[7]，包括和模拟研究多集中于火灾过程中含碳痕量气体排快速改变森林土壤的理化性质，

5、影响森林生态系统放的估算和生态系统恢复过程中呼吸作用与NPP[8]的变化[14]。有关火烧对森林土壤碳的影响作用，研的养分循环和分配。林火有两重性，火对生态系[1，3，11，12，15，统作用有利或是有害，主要取决于火作用的时间和究的森林生态系统类型大多为北方森林16]强度。一般来讲，低强度火和一定周期的林火能促。相较之下，林火对亚热带针叶林碳循环影响的进森林生态系统的物质流和能量流，有利于维持生研究比较少见。中国的南方红壤丘陵区地属亚热态系统的稳定，有益于森林的天然更新和林地生产带气候区，人工林是区域森林覆盖的主体

6、，其中人力的提高；高强度和过频繁的林火会破坏森林生态工针叶纯林所占比例较大，林分结构单一，地表易[9]燃物多，水土流失情况严重，森林自身火灾免疫力系统的稳定性。火烧强度也被视为火后恢复的初收稿日期：2008-06-10；修订日期：2009-02-28基金项目：国家自然科学基金面上项目（编号：30670312）；国家973项目（编号：2002CB412501）。作者简介：李纫兰，女，安徽人，博士生，主要从事全球变化与生态学方面研究。E-mail:renlan.li@yahoo.com.cn通讯作者：王绍强，E-mail

7、:sqwang@igsnrr.ac.cnhttp://www.resci.cn李纫兰等：突发性火灾对南方湿地松人工林土壤碳储量的影响6752009年4月低下，火灾风险较高。不利的气候条件下，只要有林下灌草全部烧毁，枯枝落叶层和半腐层被烧成白野外火源就会引发火灾。灰状，矿质土壤颜色和结构均发生变化。该强度的此外，现地燃烧引起的土壤碳变化是中国土地火烧迹地主要位于坡顶和北坡火源地的坡中，面积利用变化和林业温室气体清单编制中一个重要组占迹地总面积的40%左右。1）（2）中强度火烧。介于重度火烧和轻度火烧之成部分。由于国际上

8、采用的土壤分类系统与中国有较大差别，由政府间气候变化专门委员会（IPCC）间。地表枯枝落叶层被烧成黑灰状，半腐层以下土发布的土地利用、土地利用变化和林业（LULUCF）壤颜色和结构都不变。该强度的火烧迹地多位于优良做法指南中关于土壤碳排放/清除因子的一些坡脊和南坡，面积占迹地总面积的比例最大，约为[17]45%。默认参数也很难直接应用于中国，目