近年来,大兴安岭森林火灾时有发生,再加上不合理的火烧木管理方式,不仅导致森林生态环境严重破坏,同时,加速了该区冻土环境的恶化,进而使得温室气体大量释放,加剧了全球气候变化进程。
【目的】研究森林火灾后兴安落叶松林土壤有机碳储量的分布规律,为林火干扰后寒温带森林生态系统土壤碳库的研究提供参考。【方法】以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林不同年份(2003年和2007年)火烧迹地为研究区,划分不同火烧程度(轻度和重度),于2010-07进行土壤调查取样,分析不同火烧年份和不同火烧程度对0～40cm土层土壤碳储量的影响。【结果】1)与未过火区相比,轻度火灾后冻土区0～30cm土层土壤碳储量均存在不同程度的损失,而30～40cm土层土壤碳储量有不同程度的积累;而重度火灾后冻土区0～40cm土层土壤碳储量均存在不同程度损失。2)在0～10cm土层中,不同程度火烧迹地土壤碳储量的分布没有一致性规律,而在10～40cm土层,土壤碳储量的分布表现出随土层深度增加而降低的一般性规律。3)在0～10cm土层,2003年火烧迹地土壤碳储量相对2007年火烧迹地要低;而在10～40cm土层则呈相反趋势。【结论】林火一定程度上切断了森林土壤有机质的来源,导致森林土壤碳储量下降,表层土壤碳储量受火烧年份影响差异明显,深层土壤碳储量受火烧程度影响差异明显。
了解地质历史时期在自然环境背景下森林火灾发生历史是正确认识气候变化与森林火灾发生关系的关键。本项目拟通过对云南地区现代表层样品和全新世湖泊钻孔样品的花粉和炭屑分析研究森林火灾和气候变化的关系。通过表层样的花粉和炭屑分析建立现代花粉-气候参数、炭屑-火灾数据库，确定现代花粉-气候转换函数，明确现代炭屑与地区森林火灾频率和强度的定量和半定量关系；选择云南南部和中北部两个全新世高沉积速率的湖泊钻孔取样，在精确定年和花粉分析的基础上，定量重建全新世以来高分辨率的气候变化和植被演替序列和炭屑记录；利用现代炭屑与地区森林火灾的关系研究云南全新世以来区域性的森林火灾史，揭示自然状态下和人类活动加强后森林火灾发生频率与强度变化的差异，明确对应的植被和气候环境变化过程，探讨人类活动在云南森林火灾中扮演的角色。本项目希望为全面认识云南森林火灾发生的规律以及为云南生态环境保护、森林火灾防治提供科学依据。
2014-01在大兴安岭森林火灾后7年冻土环境区选择不同程度火烧区(重度火烧区、轻度火烧区)与非过火区来对比分析冻土温湿度因子的变化。研究得出在整个生长季里火烧区的大气温度在重度火烧区与轻度火烧区分别比非过火区大3.53℃、17℃;大气相对湿度在重度火烧区与轻度火烧区分别比非过火区小13.06%、9.3%;土壤表面、5cm、10cm、20cm的温度在重度火烧区与轻度火烧区分别比非过火区大5.38℃、3.7℃、2.66℃、2.3℃、1.8℃、1.16℃、1.18℃、0.64℃;土壤5cm、10cm的含水率在重度火烧区与轻度火烧区分别比非过火区大1.84%、3.32%、3.76%、9.4%。研究森林火灾后冻土温湿度因子的变化规律可对以后火烧区的植被恢复提供气象依据。
高纬度森林火灾的频繁发生对冻土环境有着十分重要的影响,火灾是破坏冻土环境的一个特殊因素,打破了植被一冻土间长期形成的生态平衡。文章综述了森林火灾后冻土融深、水热状况、化学元素的变化以及冻土释放气体通量规律;气候变化下冻土环境的影响,并对森林火灾后冻土环境变化研究的发展方向进行了思考。在火灾后冻土变化与相关气象因子的耦合关系与冻土碳储量方面还存在许多需要深入研究的问题,冻土研究的空间还应该继续拓宽外延,加强其与碳循环和碳通量等其他研究的连接。