森林火災(zāi)對林地土壤理化性質(zhì)及微生物變化的影響

劉旭昕

(遼寧省阜新林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 阜新 123000)

森林火災(zāi)是對森林生態(tài)系統(tǒng)破壞較大的一種災(zāi)害，其造成火災(zāi)的因素主要有人為因素和自然因素，其中人為因素發(fā)生的頻率較高，且林地破壞面積最大。林火過后，會對林地土壤的一些理化性質(zhì)指標(biāo)的變化有一定的影響，如林地壤含水率高低、孔隙度大小、pH值高低、陽離子交換量多少等指標(biāo)變化等[1-2]。有研究表明，林地植被遭受火燒后， 土壤中的溫度、養(yǎng)分含量、有效性、各種酶活性等都會發(fā)生變化，進(jìn)而改變了林地土壤各種生物的活性[3]。本文以本地區(qū)火燒后的林地為研究對象，研究林地土壤理化性質(zhì)的變化，掌握林火后林地土壤養(yǎng)分狀況，為林地的生態(tài)修復(fù)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點設(shè)置在遼寧省阜新市區(qū)域某林區(qū)，氣候為大陸性季風(fēng)性氣候，四季分明，降雨集中，年平均降雨量355 mm，地形以低山丘陵為主。該地區(qū)在2016年遭受山火，過火面積近500畝，主要造林樹種為油松，林齡30 a以上。

1.2 試驗設(shè)計

2018年5月，在該過火林區(qū)進(jìn)行采樣，采用“S”形布局方式，隨機取5個點，每個采樣點按照0～20 cm和20～40 cm兩層土壤進(jìn)行采樣，將采集的土壤在陰涼處晾干，然后用四分法分土，過100目篩后備用，取樣土50 g。同時每層土壤也采用環(huán)刀法取土。以相鄰未遭受山火的油松純林為對照，記為CK，重復(fù)三次。

1.3 項目測定

土壤容重和含水量采用環(huán)刀比重法測定[4]；

土壤孔隙度：土壤孔隙度(%)=(1-容重/比重)×100%；

土壤pH采用pH測定儀測定；

土壤微生物采用平板稀釋法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS15.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林火災(zāi)對林地土壤理化指標(biāo)的影響

土壤溫度對土壤內(nèi)部理化指標(biāo)變化有一定的影響，其主要是對一些物理指標(biāo)產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而間接對化學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生變化。由表1可知，森林火災(zāi)后處理0～20 cm和20～40 cm兩層土壤容重顯著高于對照處理，達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，2個處理容重都以20～40 cm土壤容重最高；土壤孔隙度的變化與土壤容重成反比，土壤容重越高，孔隙度越低。森林火災(zāi)后處理0～20 cm和20～40 cm兩層土壤孔隙度顯著低于對照處理，達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，2個處理都以0～20 cm土壤孔隙度最高。

山火發(fā)生后，由于溫度上升，其土壤結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤持水能力的改變。森林火災(zāi)后處理0～20 cm和20～40 cm兩層土壤含水量顯著低于對照處理，達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，2個處理含水量都以20～40 cm最高；土壤的pH值變化與土壤含水量多少密切相關(guān)。森林火災(zāi)后處理0～20 cm和20～40 cm兩層土壤pH值顯著低于對照處理，達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，而對照處理兩層土壤間pH值之間差異性不顯著(P>0.05)。

表1 山火對林地土壤理化指標(biāo)變化的影響

2.2 森林火災(zāi)對林地土壤微生物的影響

由表2可知，林地受到火災(zāi)后，對林地微生物的數(shù)量產(chǎn)生較大的影響，過火后的林地微生物明顯的低于未過火的對照林地微生物數(shù)量。林地真菌變化方面，過火后的真菌數(shù)量隨著土層的增加而逐漸降低，都顯著的低于對照處理(P<0.05)；林地細(xì)菌變化方面，過火后細(xì)菌數(shù)量隨著土層的增加而增加，過火后深層土壤受到的干擾較小，與對照處理深層土壤間差異性不顯著(P>0.05)；林地放線菌變化方面，過火后的各層林地真菌數(shù)量顯著低于對照處理(P<0.05)，但是過火后各層土壤間的波動相似，真菌數(shù)量差異性不顯著P>0.05)。

表2 山火對林地土壤微生物數(shù)量變化的影響

2.3 林地土壤理化指標(biāo)及微生物間的相關(guān)性分析

有研究表明，林地微生物變化與土壤理化性質(zhì)變化密切相關(guān)[5]。所以參照了土壤pH值、土壤含水量、土壤孔隙度、土壤容重及土壤微生物數(shù)量進(jìn)行相關(guān)分析。由表3可以看出，土壤pH值與含水量呈極顯著正相關(guān)，與微生物數(shù)量顯著正相關(guān)；土壤含水量變化與土壤孔隙度呈顯著負(fù)相關(guān)，與土壤容重呈極顯著正相關(guān)，與微生物數(shù)量呈顯著正相關(guān)；其他指標(biāo)間相關(guān)性不大。由此可見，林地土壤微生物數(shù)量變化不是孤立的，而是與很多土壤理化指標(biāo)息息相關(guān)。

表3 林地土壤理化指標(biāo)及微生物間的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

根據(jù)對過火林地理化指標(biāo)測定和微生物數(shù)量變化，結(jié)果可知，過火后的林地理化指標(biāo)變化較大，除了土壤容重指標(biāo)上升，土壤孔隙度、土壤含水量和土壤pH值均出現(xiàn)顯著的下降。而對林地土壤微生物的影響也很大，過火后的林地微生物，各層土壤微生物數(shù)量均出現(xiàn)下降，對表層土壤微生物數(shù)量影響最大。在過火后林地土壤各項指標(biāo)變化相關(guān)性分析方面表明，林地微生物變化與林地理化指標(biāo)變化息息相關(guān)。