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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

        2016-01-27 02:31:22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黑龍江省森林保護(hù)研究所黑龍江哈爾濱50040
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年18期
        關(guān)鍵詞:動(dòng)態(tài)變化

        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。

        [1] 郭劍芬.皆伐火燒對(duì)杉木林和栲樹(shù)林碳、氮?jiǎng)討B(tài)的影響[D].廈門(mén):廈門(mén)大學(xué),2006.

        [2] ELLINGSON L J,KAUFFMAN J B,CUMMINGS D L,et al.Soil N dynamics associated withdeforestation, biomass burning, and pasture conversion in a Mexican tropical dry forest [J].For Ecol Manage,2000,137:41-51.

        [3] 胡海清,孫龍,國(guó)慶喜,等.大興安嶺1980-1999年喬木燃燒釋放碳量研究[J].林業(yè)科學(xué),2007,43(11):82-88.

        [4] 魏云敏,胡海清,孫家寶,等.不同強(qiáng)度火燒對(duì)輕組和重組有機(jī)碳的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(18):5840-5843.

        [5] 趙彬.興安落葉松林火后土壤微生物生物量與土壤養(yǎng)分研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2011.

        [6] RAGHUBANSHI A S.Effect of topograpgy on selected soil properties and nitrogen mineralization in a dry tropical forest[J].Soil Biochem,1992,24:145-150.

        [7] 郁夢(mèng)得,莫江明,孔國(guó)輝.離子交換樹(shù)脂袋法測(cè)定鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林土壤有效氮的初步研究[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào),1995,3(4):44-48.

        [8] CHEN F S,ZENG D H,ZHOU B,et al.Seasonalvariation in soilnitrogen availability under Mongolian pine plantations at the Keerqin Sand Lands,China[J].Journal of Arid Environments,2006,67:226-239.

        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

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