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计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响

杨馥羽 陈奇伯 黎建强 龚顺清 付钇珊

杨馥羽, 陈奇伯, 黎建强, 龚顺清, 付钇珊. 计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
引用本文: 杨馥羽, 陈奇伯, 黎建强, 龚顺清, 付钇珊. 计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
YANG Fuyu, CHEN Qibo, LI Jianqiang, GONG Shunqing, FU Yishan. Effect of prescribed burning on soil anti-erodibility and anti-scourability of Pinus yunnanensis forest[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
Citation: YANG Fuyu, CHEN Qibo, LI Jianqiang, GONG Shunqing, FU Yishan. Effect of prescribed burning on soil anti-erodibility and anti-scourability of Pinus yunnanensis forest[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321

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计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31860212)
详细信息
    作者简介: 杨馥羽(ORCID: 0000-0002-5980-2978),从事土壤侵蚀等研究。E-mail: 1030523473@qq.com
    通信作者: 陈奇伯(ORCID: 0000-0002-7859-7009),教授,博士生导师,从事土壤侵蚀与恢复生态学研究。E-mail: chengqb@swfu.edu.cn
  • 中图分类号: S714.7

Effect of prescribed burning on soil anti-erodibility and anti-scourability of Pinus yunnanensis forest

  • 摘要:   目的  计划烧除是森林预防火灾的重要措施之一。探究计划烧除对云南松Pinus yunnanensis林地土壤抗蚀性和抗冲性的影响,为森林的可持续经营以及优化林区计划烧除作业提供可靠的科学依据。  方法  以滇中高原云南松林计划烧除样地为研究对象,通过野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,系统研究了计划烧除对云南松林土壤抗蚀性和抗冲性的影响。  结果  ①周期性计划烧除后,土壤0~40 cm土层中粒径>2.00 mm的机械稳定性团聚体含量增加,粒径>2.00 mm的水稳性团聚体含量减少,水稳性团聚体平均质量直径和平均几何直径减小,土壤团聚体结构破坏率增大,抗蚀指数减小,40~60 cm土层中土壤抗蚀性指标无明显变化。②计划烧除后地表凋落物蓄积量减小,凋落物持水性能与拦蓄能力减弱,植物根系被烧毁。周期性计划烧除后凋落物和根系减少是林地内土壤抗冲系数减小的主要原因。  结论  计划烧除使土壤表层抗水蚀能力下降。随着土层深度增加,计划烧除对土壤抗蚀性的影响逐渐减小,火烧后地表凋落物和植被根系减少,抗冲性能减弱。图1表6参37
  • 图  1  土壤团聚体分布特征

    Figure  1  Distribution characteristics of soil aggregates

    表  1  土壤团聚体稳定性特征

    Table  1.   Soil gathering body stability characteristics

    土层深度/cm计划烧除样地未烧除样地
    平均质量直径/mm平均几何直径/mm平均质量直径/mm平均几何直径/mm
    干筛湿筛干筛湿筛干筛湿筛干筛湿筛
    0~103.18±0.09 A1.67±0.11 B1.61±0.05 A0.65±0.02 B2.80±0.15 B2.02±0.10 A1.28±0.07 B0.77±0.07 A
    10~202.86±0.08 B1.30±0.11 C1.24±0.07 B0.47±0.03 C2.73±0.04 C1.41±0.00 B1.22±0.08 B0.51±0.01 C
    20~402.63±0.03 C1.14±0.03 D1.04±0.02 C0.42±0.01 D2.56±0.13 D1.23±0.05 C1.05±0.05 C0.44±0.01 D
    40~602.50±0.07 E0.97±0.01 E0.99±0.04 C0.34±0.01 E2.45±0.06 E0.99±0.01 E0.97±0.06 C0.34±0.01 E
        说明:数值为平均值±标准差。同行数值后不同大写字母表示不同处理间在P<0.05水平上显著差异
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    表  2  土壤团聚体结构破坏率及抗蚀指数

    Table  2.   Destruction rate and corrosion index of soil cluster structure

    土层深
    度/cm
    计划烧除样地未烧除样地
    粒径>0.25 mm土壤团聚体比例/%团聚体结构
    破坏率/%
    抗蚀指
    数/%
    粒径>0.25 mm土壤团聚体比例/%团聚体结构
    破坏率/%
    抗蚀指
    数/%
    干筛湿筛干筛湿筛
    0~1086.42±0.97 A65.07±0.98 B21.35±1.84 A64.44±2.95 B81.87±2.20 B69.24±2.82 A12.62±2.83 B73.78±5.69 A
    10~2077.82±3.28 C55.61±1.54 D22.21±2.46 A52.89±4.91 C79.26±3.28 C58.52±1.62 C20.74±2.35 A58.67±6.53 B
    20~4073.90±0.25 D53.80±0.64 D20.10±0.77 A37.38±8.02 D73.62±2.14 D53.90±0.69 D19.73±1.45 A38.67±8.22 D
    40~6073.04±0.68 D43.75±1.04 E29.29±0.73 C27.56±5.48 E73.36±1.78 D44.14±0.61 E29.22±1.17 C28.00±5.66 E
        说明:数值为平均值±标准差。同行数值后不同大写字母表示不同处理间在P<0.05水平上显著差异
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    表  3  凋落物蓄积量及持水性能

    Table  3.   Destiny storage volume and water holding performance

    样地类型凋落物层凋落物蓄积量/
    (t·hm−2)
    最大持水量/
    (t·hm−2)
    最大持水率/%最大拦蓄量/
    (t·hm−2)
    最大拦蓄率/%有效拦蓄率/%
    计划烧除样地未分解层2.95±0.18 c4.80±0.64 c163.34±24.23 d3.71±0.64 c126.27±23.48 d89.19±22.81 d
    半分解层0.87±0.05 d2.55±0.11 d294.26±19.16 b2.00±0.11 d230.49±17.70 b166.72±16.88 b
    合计  3.82±0.237.35±0.75193.13±22.795.71±0.75149.98±21.97106.83±21.25
    未烧除样地 未分解层5.91±0.16 a13.90±0.20 a235.27±7.89 c11.19±0.35 a189.38±10.05 c143.50±12.21 c
    半分解层3.43±0.21 b11.67±0.43 b340.48±8.04 a9.77±0.35 b285.12±9.07 a229.76±12.96 a
    合计  9.35±0.2026.55±1.30283.93±9.2121.93±1.24234.52±9.71185.12±10.23
      说明:数值为平均值±标准差。同列数值后不同小写字母表示2种样地类型凋落物蓄积量存在显著差异(P<0.05)
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    表  4  根长密度及生物量

    Table  4.   Root long density and biomass

    根系径级/mm计划烧除样地未烧除样地
    根长密度/
    (×10−3cm·cm−3)
    根系生物量/
    (×10−3g·cm−3)
    占根总生物量百分比/%根长密度/
    (×10−3cm·cm−3)
    根系生物量/
    (×10−3g·cm−3)
    占根总生物量百分比/%
    >2.009.70±1.10 e0.28±0.02 e35.20±4.14 b29.17±1.86 d0.76±0.08 b24.64±2.51 c
    0.50~2.0024.73±2.50 d0.20±0.03 e24.82±3.32 c46.10±4.17 c0.46±0.04 c14.77±1.38 d
    <0.5059.33±7.41 b0.33±0.03 d39.99±1.37 b162.80±14.62 a1.89±0.07 a60.59±2.31 a
        说明:数值为平均值±标准差。同列数值后不同小写字母表示不同根系径级存在显著差异(P<0.05)
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    表  5  计划烧除前后泥沙流失量及抗冲系数t检验

    Table  5.   Detection of sediment loss and impact coefficient t test before and after planning

    样地类型因素不同冲刷历时泥沙流失量/g抗冲系数/(L·g−1)
    12345678910 min
    计划烧除样地均值 1.5610.2360.1010.0790.0580.0410.0370.0310.0240.0229.217
    标准差0.1590.0640.0120.0280.0140.0190.0190.0180.0180.0140.908
    未烧除样地 均值 0.2640.0600.0320.0310.0310.0220.0210.0170.0130.01137.496
    标准差0.0980.0060.0150.0020.0120.0020.0010.0020.0040.0034.739
    显著性(双尾)P0.0070.0070.0110.1260.1170.2870.2910.2840.4560.2640.013
      说明:当显著性<0.05时,表示计划烧除前后泥沙流失量及抗冲系数有显著差异
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    表  6  土壤抗冲系数与凋落物及根系参数相关性

    Table  6.   Correlation between soil anti-rinse coefficients and litter and root parameters

    参数凋落物根系
    凋落物蓄积量自然含水率最大持水率最大拦蓄率有效拦蓄率根长密度根系生物量
    土壤抗冲系数0.965**0.875*0.952**0.954**0.936**0.976**0.970**
      说明:*表示显著相关 (P<0.05)。**表示极显著相关 (P<0.01)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-25
  • 录用日期:  2022-09-02
  • 修回日期:  2022-08-28

计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(31860212)
    作者简介:

    杨馥羽(ORCID: 0000-0002-5980-2978),从事土壤侵蚀等研究。E-mail: 1030523473@qq.com

    通信作者: 陈奇伯(ORCID: 0000-0002-7859-7009),教授,博士生导师,从事土壤侵蚀与恢复生态学研究。E-mail: chengqb@swfu.edu.cn
  • 中图分类号: S714.7

摘要:   目的  计划烧除是森林预防火灾的重要措施之一。探究计划烧除对云南松Pinus yunnanensis林地土壤抗蚀性和抗冲性的影响,为森林的可持续经营以及优化林区计划烧除作业提供可靠的科学依据。  方法  以滇中高原云南松林计划烧除样地为研究对象,通过野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,系统研究了计划烧除对云南松林土壤抗蚀性和抗冲性的影响。  结果  ①周期性计划烧除后,土壤0~40 cm土层中粒径>2.00 mm的机械稳定性团聚体含量增加,粒径>2.00 mm的水稳性团聚体含量减少,水稳性团聚体平均质量直径和平均几何直径减小,土壤团聚体结构破坏率增大,抗蚀指数减小,40~60 cm土层中土壤抗蚀性指标无明显变化。②计划烧除后地表凋落物蓄积量减小,凋落物持水性能与拦蓄能力减弱,植物根系被烧毁。周期性计划烧除后凋落物和根系减少是林地内土壤抗冲系数减小的主要原因。  结论  计划烧除使土壤表层抗水蚀能力下降。随着土层深度增加,计划烧除对土壤抗蚀性的影响逐渐减小,火烧后地表凋落物和植被根系减少,抗冲性能减弱。图1表6参37

English Abstract

杨馥羽, 陈奇伯, 黎建强, 龚顺清, 付钇珊. 计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
引用本文: 杨馥羽, 陈奇伯, 黎建强, 龚顺清, 付钇珊. 计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
YANG Fuyu, CHEN Qibo, LI Jianqiang, GONG Shunqing, FU Yishan. Effect of prescribed burning on soil anti-erodibility and anti-scourability of Pinus yunnanensis forest[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321
Citation: YANG Fuyu, CHEN Qibo, LI Jianqiang, GONG Shunqing, FU Yishan. Effect of prescribed burning on soil anti-erodibility and anti-scourability of Pinus yunnanensis forest[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220321

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