周期性火烧对滇中云南松林土壤化学计量的影响

[目的]计划烧除是一种常见的行之有效的林火管理手段,土壤是地球上最有价值的自然资源之一,分析计划烧除对土壤化学计量特征的影响是评价计划烧除对森林土壤影响的关键。[方法]本文以新平照壁山云南松(Pinus yunnanensis)林为研究对象,测定了计划烧除区域和非计划烧除区域土壤碳、氮、磷和钾等养分元素含量,分析了频繁烧除 1 年(a)和 3 年(a)后土壤表层(0～10cm和 10～20cm)总碳(TC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、水解性氮(A-N)、有效磷(A-P)、速效钾(A-K)、pH值和C/N的变化,并将其与未烧除样地进行了对比分析。[结果]仅在火后 1a的 0～10cm土层,土壤TC、SOC含量略有减少,其它在 10～20cm土层和火烧 3a都呈现减少(p>0.05)。pH值在火后呈现先减少后增加的变化。火后3a,在 0～10cm土层,pH值由 4.89±0.21 增加到 5.35±0.22(p<0.01);在 10～20cm土层,pH值由4.74±0.22 增加到 5.05±0.22(p<0.01)。土壤TN、A-N含量仅在火后 1a的 10～20cm土层增加,其它在0～10cm土层和火烧 3a都呈现减少,且随土壤剖面深度的增加而逐渐减小。其中在火后 1a的 0～10cm土层,土壤TN、A-N含量减少 4.93%、3.50%;在火后 3a的 10～20cm土层,土壤TN,A-N显著减少9.67%、13.88%(p<0.05)。在 0～10cm土层,火烧引起土壤A-P含量减少、A-K含量增加。且在火后 3a,与未火烧样地(0.83±0.24)相比,土壤A-K含量显著增加 82.23%(p<0.01);在 10～20cm土层,火后 1a,火烧引起土壤A-K含量的增加,土壤A-P含量基本恢复到未火烧状态。但在火后 3a,与未火烧样地(0.63±0.19)相比,土壤A-P减少 1.16%(p>0.05)。土壤C/N同样受土层深度和火烧等多因素的影响。火烧引起土壤C/N的增加。在 0～10cm土层,火后 1a,土壤C/N由 21.81±2.09 增加到 21.97±1.16;火后 3a,土壤C/N由 27.28±3.54 增加到 29.12±4.37(p>0.05)。将土壤化学因子与土层深度、火后恢复时间和海拔做PCA分析,结果表明:前两个轴分别占总方差的 52.8%和 16.9%。第一轴清楚的将火后 1a与火后 3a分开,仅有土层深度与第一轴存在负相关关系。土壤SOC、TC、TN、A-N、土层深度和A-K解释了它们的大部分方差。火后恢复时间、海拔、C/N和TN主要解释了第二轴的变化。[结论]计划烧除对土壤养分元素的影响是显著的,并持续了一段时间,且随着土壤深度的增加,影响逐渐减少。