森林火災對林地土壤理化性質及微生物變化的影響

劉旭昕

(遼寧省阜新林業發展服務中心，遼寧 阜新 123000)

森林火災是對森林生態系統破壞較大的一種災害，其造成火災的因素主要有人為因素和自然因素，其中人為因素發生的頻率較高，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指標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、養分含量、有效性、各種酶活性等都會發生變化，進而改變了林地土壤各種生物的活性[3]。本文以本地區火燒后的林地為研究對象，研究林地土壤理化性質的變化，掌握林火后林地土壤養分狀況，為林地的生態修復提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點設置在遼寧省阜新市區域某林區，氣候為大陸性季風性氣候，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 試驗設計

2018年5月，在該過火林區進行采樣，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，重復三次。

1.3 項目測定

土壤容重和含水量采用環刀比重法測定[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 數據分析

采用Excel 2010和SPSS15.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 森林火災對林地土壤理化指標的影響

土壤溫度對土壤內部理化指標變化有一定的影響，其主要是對一些物理指標產生直接影響，進而間接對化學指標產生變化。由表1可知，森林火災后處理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。

山火發生后，由于溫度上升，其土壤結構也發生變化，導致土壤持水能力的改變。森林火災后處理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。森林火災后處理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變化的影響

2.2 森林火災對林地土壤微生物的影響

由表2可知，林地受到火災后，對林地微生物的數量產生較大的影響，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量。林地真菌變化方面，過火后的真菌數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)；林地細菌變化方面，過火后細菌數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，真菌數量差異性不顯著P>0.05)。

表2 山火對林地土壤微生物數量變化的影響

2.3 林地土壤理化指標及微生物間的相關性分析

有研究表明，林地微生物變化與土壤理化性質變化密切相關[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量進行相關分析。由表3可以看出，土壤pH值與含水量呈極顯著正相關，與微生物數量顯著正相關；土壤含水量變化與土壤孔隙度呈顯著負相關，與土壤容重呈極顯著正相關，與微生物數量呈顯著正相關；其他指標間相關性不大。由此可見，林地土壤微生物數量變化不是孤立的，而是與很多土壤理化指標息息相關。

表3 林地土壤理化指標及微生物間的相關性分析

3 結論

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