袁 強(qiáng)，魏云敏　(.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 50030；2.黑龍江省森林保護(hù)研究所，黑龍江哈爾濱 50040)

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不同強(qiáng)度火燒跡地中土壤硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化

袁 強(qiáng)1，魏云敏2*(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省森林保護(hù)研究所，黑龍江哈爾濱 150040)

土壤硝態(tài)氮是土壤中的無(wú)機(jī)態(tài)氮，占土壤全氮的極少部分，但是它是土壤中速效氮的組成部分，有利于植物的吸收和利用。 森林火災(zāi)使植物、凋落物和腐殖質(zhì)等轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2、CH4、NOx和CO[1]等氣體而損失到空氣中?；馃蟮孛嫔系幕曳植糠洲D(zhuǎn)變成養(yǎng)分，通過(guò)徑流和淋溶等形式進(jìn)入土壤中，增加土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的攝入。很多研究表明，火燒后土壤中硝態(tài)氮呈增加趨勢(shì)[1-2]，而目前關(guān)于土壤硝態(tài)氮在不同強(qiáng)度火燒跡地中動(dòng)態(tài)變化的研究有限。為此，筆者針對(duì)不同強(qiáng)度火燒跡地中土壤硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化展開(kāi)研究，以期為將來(lái)計(jì)劃燒除提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況該研究區(qū)域位于黑龍江省大興安嶺松嶺區(qū)南甕河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，地理坐標(biāo)為125°7′55″～125°50′5″E， 51°5′7″～51°39′24″N。南甕河自然保護(hù)區(qū)地形屬于低山丘陵地帶，土壤為棕色針葉林土。氣候?qū)儆诤疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，冬季持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，而夏季持續(xù)時(shí)間較短，年最高氣溫為35.5 ℃，最低氣溫為-43.8 ℃，年平均氣溫為-3 ℃，年日照時(shí)數(shù)為2 500 h，降雨量為415～500 mm，植物生長(zhǎng)期為110 d，無(wú)霜期為90～100 d。該研究區(qū)域林型為興安落葉松林，林齡為中齡林。研究區(qū)域內(nèi)主要樹(shù)種為興安落葉松(Larixgmelinii)，其余有白樺(BetulaplatyphyllaSuk.)、柞樹(shù)(Xylosmajaponicum)、黑樺(Betuladavurica)、山楊(PopulusdavidianaDode)等。

1.2樣地設(shè)置在2006年4月南甕河自然保護(hù)區(qū)雷擊火導(dǎo)致的森林大火火燒跡地上，選取不同強(qiáng)度火燒樣地，劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)文獻(xiàn)[3]，樣地設(shè)置參見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。樣地林分其他特征見(jiàn)表1。

表1　不同強(qiáng)度火燒后興安落葉松林林分特征

參考文獻(xiàn)1.3樣品采集樣地采集[3]，用保鮮箱把土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后去雜，放入4 ℃低溫冰箱保藏，用于硝態(tài)氮的測(cè)定。

1.4土壤硝態(tài)氮的測(cè)定把從樣地采來(lái)的新鮮土樣用分析天平稱(chēng)取過(guò)2 mm篩約5.00 g土樣，放到100 ml三角瓶中，再加入50 ml 0.01 mol/L氯化鈣溶液，然后以200 r/min的轉(zhuǎn)速(25 ℃條件下)振蕩1 h后用濾紙過(guò)濾。濾液中硝態(tài)氮的含量用(Auto Analyser 3(BranLuebee,Germany))測(cè)定[2]。

1.5數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析用Excel2003和SPSS13.0完成。方差分析用LSD法，LSD中a設(shè)為0.05。

2結(jié)果與分析

由圖1可知，對(duì)照樣地和輕度、中度和重度火燒樣地中土壤硝態(tài)氮含量變化范圍分別為1.53～8.90、1.83～9.01、1.99～10.79、2.22～9.99 mg/kg。土壤硝態(tài)氮在不同強(qiáng)度火燒跡地和對(duì)照樣地上均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，季節(jié)變化顯著(P<0.05)，呈現(xiàn)先減少后增加再減小再增加的變化趨勢(shì)，最低值出現(xiàn)在6月份，最高值出現(xiàn)在11月份。輕度火燒跡地變化規(guī)律略有不同，呈現(xiàn)先減少后增加再減少的變化趨勢(shì)，最低值也出現(xiàn)在6月，而最高值出現(xiàn)在9月。

不同強(qiáng)度火燒樣地和對(duì)照樣地中硝態(tài)氮含量在不同月份有不同的高低和差異。在5、6、7和11月，表現(xiàn)為中度和重度火燒樣地中硝態(tài)氮含量高于輕度和對(duì)照，而9月輕度火燒樣地高于中度、重度和對(duì)照。在5月，中度和重度火燒樣地硝態(tài)氮含量與輕度差異顯著(P<0.05)，在9月輕度火燒樣地硝態(tài)氮含量與中度、重度和對(duì)照差異顯著(P<0.05)，11月中度和重度火燒樣地硝態(tài)氮含量與輕度和對(duì)照差異顯著(P<0.05)，其他差異均不顯著。

3結(jié)論與討論

研究表明，土壤硝態(tài)氮含量在不同強(qiáng)度火燒跡地和對(duì)照樣地上均具有顯著的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化(P<0.05)。這與趙彬[5]研究一致。研究中，土壤硝態(tài)氮最低值出現(xiàn)在6月，最高值出現(xiàn)在11月。除了與溫度、濕度的季節(jié)[6-7]動(dòng)態(tài)變化外，6月是生長(zhǎng)季，氮礦化速率很低，地上植被對(duì)土壤硝態(tài)氮的攝取較大，還有就是當(dāng)?shù)匮┏跞?，冬季積累的硝態(tài)氮一部分隨著雪水而淋失，因此最低值出現(xiàn)在6月。11月植被處于休眠

期，而此時(shí)氮礦化速率又較高，所以土壤硝態(tài)氮最高值出現(xiàn)在11月。因此，硝態(tài)氮隨著植被的生長(zhǎng)出現(xiàn)季節(jié)性波動(dòng)[8]。

不同強(qiáng)度火燒樣地和對(duì)照樣地中硝態(tài)氮含量在不同月份有不同的變化和差異，主要表現(xiàn)為中度和重度火燒樣地中硝態(tài)氮含量高于輕度和對(duì)照。在美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州北部松林的研究也有類(lèi)似的結(jié)論，即松林跡地火燒后，表層土壤NO3-N提高了51%[1-2]?；馃笕紵幕曳种兴瑺I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)淋溶進(jìn)入土壤中，同時(shí)火后土溫升高，加速了土壤中養(yǎng)分的礦化，從而提高了土壤硝態(tài)氮的供應(yīng)量。

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摘要[目的] 研究不同強(qiáng)度火燒跡地中土壤硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化，為將來(lái)計(jì)劃燒除提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 通過(guò)野外采樣和室內(nèi)分析，研究大興安嶺地區(qū)不同強(qiáng)度火燒跡地中土壤硝態(tài)氮?jiǎng)討B(tài)變化及差異。[結(jié)果] 對(duì)照樣地和輕、中和重度火燒樣地中土壤硝態(tài)氮含量分別為1.53～8.90、1.83～9.01、1.99～10.79、2.22～9.99 mg/kg。土壤硝態(tài)氮在不同強(qiáng)度火燒跡地和對(duì)照樣地上均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，季節(jié)變化顯著(P<0.05)。[結(jié)論]不同強(qiáng)度火燒樣地和對(duì)照樣地中硝態(tài)氮含量在不同月份有不同的變化和差異。

關(guān)鍵詞不同強(qiáng)度火燒；硝態(tài)氮；動(dòng)態(tài)變化

Soil Nitrate Nitrogen Dynamic Change in Burned Area of Different Fire Intensities

YUAN Qiang1, WEI Yun-min2*(1.College of Life Science, Northeast Agricultural University, Harbin, Heilongjiang 150030; 2.Heilongjiang Province Institute of Forest Protection, Harbin, Heilongjiang 150040)

Abstract[Objective] The contents of nitrate nitrogen in the burned areas were studied to provide the scientific reference for the burning off in the future. [Method] Through field sampling and lab analysis, the dynamic change and differences of soil nitrate in Daxinganling Mountain areas burned under different fire intensities were studied. [Result] The contents of soil nitrate in unburned, low intensity，middle intensity and high intensity sample were 1.53-8.90，1.83-9.01，1.99-10.79，and 2.22-9.99 mg/kg. The soil nitrate varied significantly with the season (P<0.05). [Conclusion] The soil nitrate contents of different fire intensity in different months had different changes and differences.

Key wordsDifferent fire intensity; Nitrate nitrogen; Dynamic change

收稿日期2015-04-28

作者簡(jiǎn)介袁強(qiáng)(1977- )，男，黑龍江綏綾人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事植物與環(huán)境方面的研究。*

通訊作者，助理研究員，碩士，從事森林防火方面的研究。

基金項(xiàng)目黑龍江省青年科學(xué)基金項(xiàng)目(QC2012C003);黑龍江省林業(yè)科學(xué)院青年基金項(xiàng)目(201415)。

中圖分類(lèi)號(hào)S 714.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-108-02