李亞芳，陳心勝1，項文化2，謝永宏1**

（1：中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站，長沙410125）

（2：中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，長沙410004）

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火燒對洞庭湖濕地荻（Miscanthus sacchariflorus）和苔草（Carex brevicuspis）群落土壤性質(zhì)的影響*

李亞芳1，2，陳心勝1，項文化2，謝永宏1**

（1：中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站，長沙410125）

（2：中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，長沙410004）

火燒作為調(diào)控因子，對植物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要影響，但在湖泊濕地中研究較少.通過野外調(diào)查取樣與實驗室分析，探討火燒對洞庭湖濕地主要群落類型——荻（Miscanthus sacchariflorus）和苔草（Carex brevicuspis）土壤化學(xué)性質(zhì)的影響.結(jié)果表明：火燒后，苔草群落土壤硝態(tài)氮含量顯著減少64.6%，有機質(zhì)含量增加26.3%；而荻群落土壤與之相反，硝態(tài)氮含量增加186.9%，有機質(zhì)含量減少22.9%.火燒后，苔草群落的全氮、銨態(tài)氮、全碳和全磷含量均顯著增加，分別增加了75.4%、36.3%、102.7%和76.9%，而荻群落土壤與對照組間無顯著差異.總體上，火燒對荻群落土壤養(yǎng)分影響不大，可作為蘆葦場的一種管理方式，但火燒促進苔草群落土壤養(yǎng)分釋放，有助于苔草群落提前萌芽和生長，并引起牲畜牧食增加.

火燒；濕地植物；土壤營養(yǎng)；干擾；荻；苔草；洞庭湖

?2016 by Journal of Lake Sciences

作為生態(tài)系統(tǒng)的重要調(diào)控因子，火燒對植物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生重要影響［1-4］.土壤是火燒直接影響的環(huán)境要素之一，有研究表明，火燒后土壤性質(zhì)立即發(fā)生變化，土壤養(yǎng)分如有機質(zhì)、全N、全P、全K等含量顯著上升［5-7］，但也有研究發(fā)現(xiàn)火燒會使土壤養(yǎng)分含量下降，原因是土壤有機質(zhì)含量的下降及某些元素在高溫下的分解及揮發(fā)所致［8］.因此，火燒對植被及土壤的影響程度取決于火燒地的自然條件、火的強度、頻率及植被類型等［9-11］.火干擾在生態(tài)保護及植被恢復(fù)上常被認為是一種有效因素［12-13］，但當(dāng)前關(guān)于火燒對植被影響的研究多集中在森林、草地等陸地生態(tài)系統(tǒng)，對濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究相對較少［10，14］.

近年來，濕地的過度開墾致使?jié)竦孛娣e萎縮，水生態(tài)過程受阻、格局破壞、防御旱災(zāi)能力降低，如黃淮海地區(qū)已成為我國災(zāi)情最重的干旱中心，成災(zāi)面積占全國總成災(zāi)面積的50.5%，長江中游湖泊濕地干旱災(zāi)害發(fā)生的頻率和強度逐年增加，伴隨著植被的易燃性增加，火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險也隨之劇增［15-16］.此外，湖區(qū)蘆葦場經(jīng)營者通常會放火燒掉地面凋落物和雜草等，以促進翌年蘆葦萌發(fā)和生長；農(nóng)民也有冬季放火燒荒的習(xí)慣，把苔草等植被的地上部分燒掉，促進其重新萌芽，以利于牲畜取食；湖區(qū)農(nóng)民放火燒荒的主要動機是促進苔草、蘆葦?shù)戎参锷L，提高放牧或收獲效益，但由于缺乏科學(xué)依據(jù)，往往事與愿違，同時造成濕地退化，威脅生物多樣性保護等［16-17］.因此，科學(xué)系統(tǒng)地闡明火燒對濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響在加強濕地保護和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)管理等方面具有重要意義.

洞庭湖是長江流域最為典型的通江湖泊，位于湖南省北部，長江中游荊江南岸.自然環(huán)境特點為水文變幅大，表現(xiàn)為“夏季湖相、冬季河相”.歷年來水旱災(zāi)害頻繁、多雨則澇、大雨則洪、少雨則旱.覃紅燕等［15］研究表明：從1959-2003年，洞庭湖濕地的干旱災(zāi)情一直間斷存在，特別是三峽工程運行后，洞庭湖濕地旱災(zāi)的發(fā)生頻率增加，加上人為干擾加劇，火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險也大為增大.

本文以洞庭湖濕地分布最為廣泛的2種植被類型——荻（Miscanthus sacchariflorus）和苔草（Carex brevicuspis）為對象，通過火燒后的調(diào)查取樣和實驗室分析，并與鄰近未受火燒干擾的植被進行對比，以了解火燒對洞庭湖濕地重要植被類型土壤性質(zhì)的影響，為洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)管理以及植被的保護和恢復(fù)提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于湖南省岳陽市君山區(qū)東洞庭湖濕地（28°30′～30°20′N，111°40′～113°10′E），海拔為28～32 m，多年平均氣溫16.2～17.8℃，年降水量1200.7～1414.6 mm，年蒸發(fā)量1270 mm，年輻射總量418.7～455.6 kJ/cm2，年平均風(fēng)速2.0～3.0 m/s，屬于典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，熱量豐富，雨量充沛，水文季節(jié)差異明顯，其中雨熱同季為6-8月，干冷季為12月至次年3月［18］.植被屬多年生草本植物，優(yōu)勢植物為短尖苔草（Carex brevicuspis）、荻（Triarrhena sacchariflora）、蘆葦（Phragmites australis）、辣蓼（Polygonum hydropiper）和虉草（Phalaris arundinacea）等.洞庭湖區(qū)土壤類型包括潮土、沼澤化草甸土和底泥土，以潮土為主，由此形成的沖積土是洞庭湖濕地土壤的主要類型［19］.

1.2樣地布置與樣品收集

樣地植被群落特征：荻群落廣泛分布在海拔29～32.5 m的洲灘上，是洞庭湖洲灘上面積最大、較典型的一類群落類型；苔草群落分布比較廣泛，所占面積小于荻群落，是洲灘上又一種重要的群落類型，一般分布在地勢比較低，但又不太受泥沙淤積的洲灘，海拔一般為26～28 m，以東洞庭湖的小西湖、君山、采桑湖較多. 2014年1月，洞庭湖君山蘆葦場（主要植被為荻）和小西湖濕地（主要植被為苔草）發(fā)生火災(zāi)（此火燒非針對性實驗，而是在管理部門未知情況下發(fā)生）.火燒后1個月，按照典型性和代表性原則，采用空間取代時間方法，分別在火燒后的荻和苔草植被區(qū)設(shè)立火燒樣帶，在兩側(cè)選擇立地條件相似的未過火區(qū)域和過火區(qū)域設(shè)置兩條樣帶，過火區(qū)與未過火區(qū)樣帶間隔較近，確保過火前的土壤性質(zhì)一致性，加上采樣區(qū)為單優(yōu)種群落，整體植被變異性小，樣帶土壤理化性質(zhì)異質(zhì)性較小.每條樣帶長1000 m、寬100 m.在每條樣帶內(nèi)設(shè)立5個1 m×1 m樣方，樣方之間的距離為200 m，即荻群落火燒樣帶5個樣方，對照樣帶5個樣方，苔草群落樣方同荻群落，共20個樣方.在每個樣方，以環(huán)刀法多點取表層土壤（0～10 cm），將同一樣方的土壤約1 kg混合后用自封袋裝好，帶回實驗室.

1.3實驗室分析

將帶回實驗室的新鮮土壤仔細除去可見動植物殘體，混合均勻后將土樣平均分為兩份，一份為鮮樣，用于測定土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量；一份為干樣，自然風(fēng)干后用于測定土壤化學(xué)特性，其中用于測定土壤PH值的土樣過10目孔徑篩，用于測定全氮、全碳、全磷、全鉀含量的土樣過100目孔徑篩，徹底混勻后備用.銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量采用流動注射分析儀（Flastar5000，瑞典福斯公司FOSS）測定，PH值用PH計測定（土壤：蒸餾水為1：2.5），全氮和全碳含量用德國Elementar碳氮分析儀（Vario MAX CN）測定；全磷含量采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用氫氧化鈉堿熔-火焰光度法測定［20］.

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0軟件對土壤含水量、PH值、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量及營養(yǎng)成分等進行統(tǒng)計，具體采用Tukey檢驗，分析火燒對洞庭湖濕地兩種優(yōu)勢物種土壤性質(zhì)的影響，顯著水平為0.05，作圖采用Excel軟件完成.

2　結(jié)果與分析

2.1火燒對土壤含水量的影響

荻、苔草群落土壤含水量在36.5%～64.05%之間.于荻群落而言，火燒組土壤含水量（36.5%）顯著小于對照組（38.93%）（P＜0.05），苔草群落土壤含水量變化與荻群落一致，火燒組的土壤含水量（59.87%± 1.49%）顯著小于對照組（64.5%±0.86%）（P＜0.05）.

2.2火燒對土壤pH值及養(yǎng)分含量的影響

2.2.1火燒對土壤PH值的影響 荻、苔草群落PH值在7.48～8.16之間，整體呈弱堿性.無論是荻群落還是苔草群落，火燒組（荻、苔草群落分別為8.16±0.02、7.62±0.04）與對照組（荻、苔草群落分別為8.14±0.04、7.48±0.09）的PH值變化均不顯著（P＞0.05），表明火燒對洞庭湖濕地土壤的PH值的影響不大.考慮到由于洞庭湖濕地土壤含水量較高，導(dǎo)致火燒溫度較低，火燒強度不足以引起PH值的大幅度變化.

2.2.2火燒對土壤有機質(zhì)含量的影響 荻、苔草群落的土壤有機質(zhì)含量在4.84%～11.20%之間.荻群落火燒組土壤有機質(zhì)含量（4.53%±0.44%）顯著小于對照組（5.88%±0.60%）（P＜0.05）；苔草群落火燒后土壤有機質(zhì)含量（9.81%±1.45%）與對照組（7.77%±0.98%）無顯著變化（P＞0.05）.不同的植被類型，火燒后土壤有機質(zhì)含量與對照組間變化不同，可見火燒對土壤有機質(zhì)含量的影響與燃燒物的性質(zhì)有關(guān).

2.2.3火燒對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的影響 荻群落土壤銨態(tài)氮含量火燒組（1.61%±0.11%）與對照組（1.39%±0.20%）間差異不顯著（P＞0.05）.苔草群落土壤銨態(tài)氮含量火燒后（2.33%±0.14%）顯著大于火燒前（1.71%±0.05%）（P＜0.05）.此外，同一植物群落下，火燒與否對土壤硝態(tài)氮含量影響顯著（P＜0.05），其中荻群落的土壤硝態(tài)氮含量火燒組（2.08%）顯著大于對照組（0.72%）（P＜0.05），而苔草群落則是對照組（1.44%）顯著大于火燒組（0.51%）（P＜0.05）.可見，火燒對洞庭湖濕地土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量的影響較大，且影響程度與植物類型有關(guān).

2.2.4火燒對土壤全氮含量的影響 荻、苔草群落土壤全氮含量在0.27%～0.50%之間.同一植物群落下，荻土壤全氮含量火燒組（0.27%±0.02%）與對照組（0.27%±0.02%）間無顯著差異（P＞0.05），苔草群落土壤的全氮含量為火燒組（0.50%±0.05%）顯著大于對照組（1.29%±0.04%）（P＜0.05）.可見，火燒對洞庭湖濕地土壤全氮含量的影響因種類不同而有所差異，火燒提高苔草群落下土壤全氮的含量，火燒后全氮含量增加75.4%，而對荻群落的土壤全氮含量則無顯著影響.

2.2.5火燒對土壤全磷含量的影響 洞庭湖濕地荻、苔草群落土壤全磷含量在0.08%～0.14%之間.荻群落土壤全磷含量火燒組（0.11%±0.01%）與對照組（0.11%±0.01%）間無明顯差異，火燒過的苔草群落土壤全磷含量（0.14%±0.02%）顯著大于對照組（0.08%±0.01%）（P＜0.05）.由此可知，火燒后苔草群落下土壤全磷含量增加了76.9%，對荻群落土壤全磷含量無顯著影響.

2.2.6火燒對土壤全碳含量的影響 火燒后土壤全碳含量為3.25%～6.59%.同一植物群落下，荻土壤全碳含量火燒與對照組間無顯著差異（P＞0.05），但苔草群落土壤的全碳含量為火燒顯著大于對照組（P＜0.05）.可見，火燒對洞庭湖濕地土壤全碳含量的影響因種而異，火燒提高苔草植物群落下土壤全碳含量，火燒后全碳含量增加了102.7%，而對荻植物群落的土壤全碳含量無顯著影響.

3　討論

3.1火燒對土壤含水量的影響

火燒后土壤含水量顯著減少，這與火效應(yīng)的認識普遍一致［21-22］，原因是火燒導(dǎo)致土壤溫度增加，加之火燒導(dǎo)致地表殘留物移除，地面裸露接受較多的太陽能，造成較高的蒸發(fā)速率，致使含水量下降.趙鳳君等的研究表明，火燒對土壤含水量的影響與火燒強度密切相關(guān)，高強度火燒明顯增加水分流失量［23］.另外，無論是對照組還是火燒組，苔草群落下土壤含水量顯著大于荻群落，其原因是東洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)中，苔草多分布于低程區(qū)而荻分布于高程區(qū)，加上蘆葦場（荻為主要植被）地面凋落物和雜草等常年被火燒，地表水分蒸發(fā)較快，而苔草群落是洞庭湖的優(yōu)勢物種，為當(dāng)?shù)貪竦毓芾碚弑Ｗo對象，不允許火燒或收割，因此對照組苔草群落下混夾著各個年份的立枯物，對表層土壤起到保濕作用.

3.2火燒對土壤pH值及養(yǎng)分含量的影響

3.2.1PH值 土壤PH值是土壤的一個基本性質(zhì)，也是影響土壤理化性質(zhì)的一個重要化學(xué)指標(biāo)，它直接影響著土壤中各元素的存在形態(tài)、有效性及遷移轉(zhuǎn)化.已有研究表明，火燒后土壤遺留灰分中KOH、NaOH、CaCO3、MgCO3等的積累引起PH值升高，且火燒后土壤PH值隨著火勢的加強而上升，是因為火燒加速了有機質(zhì)的礦化，向土壤中追加了大量的灰分所致［8，24］.而本研究發(fā)現(xiàn)，洞庭湖濕地土壤PH值總體偏堿性，無論是荻群落還是苔草群落，火燒后土壤PH值與對照組間差異不顯著，其原因可能是洞庭湖濕地的土壤含水量較大，火燒強度不足以引起PH值的大幅度變化.由此可知，火燒對土壤PH值的影響不僅與植被類型有關(guān)，還與火燒強度密切相關(guān).

3.2.2有機質(zhì) 有機質(zhì)是土壤中的重要組成部分，在維持土壤結(jié)構(gòu)、供應(yīng)土壤養(yǎng)分等方面起著重要作用，是衡量土壤肥力顯著的重要指標(biāo).據(jù)文獻記載，當(dāng)土溫在200℃以下時，土壤有機質(zhì)沒有損失；當(dāng)土溫在200～350℃之間時，土壤有機質(zhì)最高可損失50%；當(dāng)土溫在350℃以上時，土壤有機質(zhì)幾乎全部被燒毀［23］.而本研究發(fā)現(xiàn)，荻群落火燒后土壤有機質(zhì)含量顯著小于對照組，其下降是由于火燒移除了立枯物和地表枯落物，減少有機質(zhì)的來源，同時提高地表雜物的氧化分解速率，減少有機質(zhì)的積累，這與已有研究結(jié)果相符［10，25］，但與賀郝鈺等［26］研究荒漠化草原時的結(jié)論不一致，分析原因是火燒植被類型及土壤含水量不同導(dǎo)致；而苔草群落下土壤有機質(zhì)含量火燒后與對照組間無顯著差異，因為苔草群落大多數(shù)聚集生長，根系發(fā)達交錯密集，土壤含水量較荻植物群落高，導(dǎo)致火燒溫度不足以引起土壤有機質(zhì)含量的變化.可見，火燒對土壤有機質(zhì)含量的影響不僅與火燒強度有關(guān)還與植被類型及其生境密切相關(guān).

3.2.3氮元素 在一定程度上，火燒能調(diào)節(jié)和改變土壤的氮循環(huán)［27］.研究顯示，高強度火燒引起土壤氮含量減少而低強度火燒不會引起氮含量變化［28］.荻群落下火燒組與對照組土壤全氮含量無顯著差異，這與王謝等［21］、周瑞蓮等［29］的研究結(jié)果不一致，而苔草群落下火燒組全氮含量顯著大于對照組，這與 Christensen等［30］的研究結(jié)果一致，而與周瑞蓮等［29］和商麗娜［31］的研究結(jié)果不一致.

此外，本研究發(fā)現(xiàn)荻群落火燒后土壤銨態(tài)氮含量無明顯變化，火燒后硝態(tài)氮含量顯著增大，此結(jié)果與Andersson等［32］研究熱帶大草原時發(fā)現(xiàn)火燒90 d內(nèi)可溶性有機氮、硝態(tài)氮含量大量增加，而銨態(tài)氮含量無顯著變化的結(jié)論一致.但StePhen等［33］在研究澳大利亞北部大草原火生態(tài)時的結(jié)論與此相反，即硝態(tài)氮含量不變，銨態(tài)氮含量明顯增加.而對于苔草群落而言，火燒后銨態(tài)氮含量明顯增大，硝態(tài)氮含量明顯減小，推測可能是燃燒過程及燃燒后的生物與非生物過程影響有機氮向銨態(tài)氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，如火燒可以刺激硝化細菌的活性使得硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮［29］，這與StePhen等［33］研究澳大利亞北部大草原火生態(tài)時的結(jié)果一致.由此可知，火燒對土壤氮元素變化的影響較為復(fù)雜，除了與火燒強度、植被類型及生境有關(guān)外，還與收割相關(guān)，如馬華等［34］研究持續(xù)收割對荻生長及土壤全氮含量的影響時發(fā)現(xiàn)，荻收割后土壤全氮含量顯著下降等.總體而言，火燒對洞庭湖濕地土壤氮元素的影響機制有待進一步深入研究和探討.

3.2.4全碳 實驗結(jié)果表明：火燒對洞庭湖濕地土壤全碳含量的影響，隨著物種的不同而有顯著差異，荻植物群落火燒后土壤全碳含量與火燒前無明顯變化，火燒對苔草群落土壤全碳含量提高，主要原因是苔草屬于草本植物，即使輕度火燒也能對其破壞嚴重，此結(jié)果與牟長城等［35］研究的火干擾對大興安嶺興安落葉松瘤囊苔草濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的短期影響結(jié)論一致，火燒提高草本和灌木層的土壤碳儲量.原因一方面是本次火燒對苔草群落下土壤有機質(zhì)含量影響較小，幾乎沒有破壞土壤中的有機成分，另一方面是火燒可能改變土壤的微環(huán)境，影響到土壤微生物的活動導(dǎo)致全碳含量變化.

3.2.5全磷 土壤全磷包括速效磷、有機磷和微生物磷，大部分以無機磷（緩效磷）狀態(tài)存在，其含量受成土母質(zhì)和耕作施肥等人類生產(chǎn)活動的影響較大.本研究結(jié)果表明，荻群落火燒后土壤全磷含量沒有顯著變化，其原因可能是全磷主要由成土母質(zhì)和人為施肥決定，在土壤中的存在形式較穩(wěn)定，不易流失［36］，且全磷對溫度變化不敏感，火燒強度對全磷含量影響較大，這與已有相關(guān)研究結(jié)論一致［37-38］.而苔草群落火燒后土壤全磷含量顯著增加，其一是灰分中的磷轉(zhuǎn)入土壤中；其二是苔草群落土壤含水量大，火燒強度不大導(dǎo)致地表凋落物燃燒不充分.此結(jié)果與周瑞蓮等［29］和田昆［39］的研究結(jié)論相符，目前研究者們在森林和草地系統(tǒng)的研究表明，火燒后土壤磷濃度上升［29，39］，而有研究報道火燒后土壤磷的含量減少［37］，還有研究表明火燒后土壤磷含量沒有規(guī)律性的變化［38］.由此可知，影響土壤全磷含量變化的因素較為復(fù)雜，除了與火燒強度有關(guān)，還與不同植被環(huán)境和類型有關(guān)［29］，應(yīng)進一步深入研究.

4　結(jié)論

火燒顯著降低濕地土壤的含水量，火燒后濕地土壤的養(yǎng)分狀況具有很大變化.首先，火燒加速濕地土壤有機質(zhì)的分解和礦化，使?jié)竦赝寥辣韺佑袡C質(zhì)含量明顯下降.其次，苔草群落濕地土壤過火后，伴隨著有機質(zhì)含量的升高，銨態(tài)氮、全氮和全磷含量也升高，但硝態(tài)氮含量有所下降；火燒對荻群落下土壤的影響主要體現(xiàn)在有機質(zhì)含量的下降和硝態(tài)氮含量的增加上，其他土壤養(yǎng)分，如全氮、全磷、銨態(tài)氮等含量均無顯著變化.第三，火燒提高濕地土壤的PH值，使?jié)竦赝寥老蚱珘A性變化.火燒對洞庭湖濕地土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生顯著影響，改善苔草群落的生長環(huán)境，促進其重新萌芽，利于牲畜取食，牧食的增加必定對苔草的生長繁殖造成影響，而湖區(qū)農(nóng)民放火燒荒的主要動機是促進苔草、蘆葦?shù)戎参锷L，提高放牧或收獲效益，但由于缺乏科學(xué)依據(jù)，往往事與愿違，同時可能威脅生物多樣性保護等，如雜類草及有毒、有害植物種群在不斷增加，優(yōu)良牧草種群在群落中逐漸減少［40］.因此，洞庭湖濕地管理者可以通過加強管理人為火燒措施，如荻火燒是可取的生產(chǎn)方式，而苔草火燒應(yīng)被禁止，達到資源利用合理化，對加強濕地保護和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)管理等方面具有重要意義.

火燒對洞庭湖濕地土壤產(chǎn)生的影響因火燒強度、土壤性質(zhì)及植被類型的不同而有所差異.由于火的復(fù)雜性、土壤環(huán)境差異及樣品數(shù)量有限，使得與本文相關(guān)問題的探討還不夠完善，如火燒對洞庭湖土壤的短期影響與長期影響的對比研究，以及火燒對洞庭湖典型植被的生長繁殖的影響等問題，有待今后進一步研究.

［1］ 周道瑋.草地火的生態(tài)學(xué)意義.草業(yè)科學(xué)，1994，11（2）：10-14.

［2］ 周道瑋，張寶田，張宏一等.松嫩草原不同時間火燒后群落特征的變化.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1996，7（1）：39-43.

［3］ Constanze B，Andrea M，Anke J.The challenge of Plant regeneration after fire in the Mediterranean Basin：scientific gaPs in our knowledge on Plant strategies and evolution of traits.Plant Ecology，2007，192（1）：1-19.

［4］ William JB，Jon EK.Fire as a global herbivore：the ecology and evolution of flammable ecosystems.Trends in Ecology and Evolution，2005，20（7）：387-394.

［5］ StePhen MS，Susan N，Patrick BG et al.Differential effects of surface and Peat fire on soil constituents in a degraded wetland of the northern Floridian everglades.Journal of Environmental Quality，2001，30：1998-2005.

［6］ Quinine MK，Maine VN，Jerry MB.Soil PhosPhorus availability after slash and burn fires of different intensities in rubber agro forests in Sumatra，Indonesia.Agriculture，Ecosystems and Environment，2002，92：37-48.

［7］ 李玉中，祝廷成，李建東等.火燒對草地土壤氮總礦化、硝化及無機氮消耗速率的影響.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003，14 （2）：223-226.

［8］ 商麗娜，吳正方，楊 青等.火燒對三江平原濕地土壤養(yǎng)分狀況的影響.濕地科學(xué)，2004，2（1）：54-60.

［9］ Heike K.How dose fire affect the nature and stability of soil organic nitrogen and carbon？A review.Biogeochemistry，2007，85：91-118.

［10］ 趙紅梅，于曉菲，王 健等.火燒對濕地生態(tài)系統(tǒng)影響研究進展.地球科學(xué)進展，2010，25（4）：374-380.

［11］ Fynn RWS，Haynes RJ，Timothy GO.Burning causes long-term changes in soil organic matter content of a South African grassland.Soil Biology and Biochemistry，2003，35（5）：677-687.

［12］ 王明玉，任云卯，李 濤等.火燒跡地更新與恢復(fù)研究進展.世界林業(yè)研究，2008，21（6）：49-53.

［13］ Abahneh L，Woolfenden W.Monitoring for Potential effects of climate change on the vegetation of two alPine meadows in the White Mountains of California，USA.Quaternary International，2010，215（1）：3-14.

［14］ Kotze DC.The effects of fire on wetland structure and functioning.African Journal of Aquatic Science，2013，38（3）：237-247.

［15］ 覃紅燕，謝永宏，鄒東生.湖南農(nóng)業(yè)洪旱災(zāi)害演變趨勢和成因及防災(zāi)減災(zāi)措施.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2011，32（2）：165-169.

［16］ 王卷樂，胡振鵬，冉盈盈等.鄱陽湖濕地?zé)倪b感監(jiān)測及其影響分析.自然資源學(xué)報，2013，28（4）：656-667.

［17］ 孔 博，張樹清，張 柏等.扎龍濕地火燒嚴重度分析及火災(zāi)對丹頂鶴生境的影響.濕地科學(xué)，2007，5（4）：348-354.

［18］ 李有志，謝永宏，李 峰等.洞庭湖濕地楊樹人工林對土壤理化性質(zhì)的影響.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2014，35（2）：234-239.

［19］ Chen XS，Li X，Xie YH et al.Combined influence of hydrological gradient and edaPhic factors on the distribution of macroPhyte communities in Dongting Lake wetlands，China.Wetlands Ecology and Management，2015，23（3）：481-490.

［20］ 劉光崧.土壤理化分析與剖面描述.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996：38-40.

［21］ 王 謝，向成華，李賢偉等.冬季火燒對川西亞高山草甸土壤理化性質(zhì)的影響.草業(yè)科學(xué)，2014，31（5）：811-817.

［22］ 韓釗龍，胡慧蓉，黃鑠淇.林火干擾對土壤理化性質(zhì)的影響.西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，34（3）：46-50.

［23］ 趙鳳君，王立中，舒立福.火燒對寒溫帶濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響.西北林學(xué)院學(xué)報，2013，28（2）：136-142.

［24］ 趙 彬，孫 龍，胡海清等.興安落葉松林火后對土壤養(yǎng)分和土壤微生物生物量的影響.自然資源學(xué)報，2011，26 （3）：450-459.

［25］ 王 麗，王兆鋒，張鐿鋰等.火燒對拉薩地區(qū)濕草甸濕地土壤養(yǎng)分特征的影響.環(huán)境科學(xué)研究，2013，26（5）：549-554.

［26］ 賀郝鈺，李新榮，蘇潔瓊.火燒對荒漠化草原土壤性質(zhì)的影響.生態(tài)學(xué)雜志，2013，32（12）：3312-3317.

［27］ Julieta NA，Macko SA，Iris CA et al.Nutrient cycling resPonses to fire frequency in the Kruger National Park（South Africa）as indicated by stable isotoPe analysis.Isotopes in Environmental and Health Studies，2003，39（2）：141-158.

［28］ White EM，ThomPson WW，Gartner FR.Heat effects on nutrient release from soils under Ponderosa Pine.Journal of Range Management，1973，26（1）：22-24.

［29］ 周瑞蓮，張普金，徐長林.高寒山區(qū)火燒土壤對其養(yǎng)分含量和酶活性的影響及灰色關(guān)聯(lián)分析.土壤學(xué)報，1997，34 （1）：89-96.

［30］ Christensen NL.Short term effects of mowing and burning on soil nutrient in Big Meadow，Shenandoah national Park.Journal of Range Management，1976，29（6）：508-509.

［31］ 商麗娜.火燒對三江平原小葉章濕地土壤性質(zhì)的影響［學(xué)位論文］.長春：東北師范大學(xué)，2004.

［32］ Andersson M，Michelsehn A，Jensen M et al.TroPical savannah woodland：Effects of exPerimental fire on soil microorganisms and soil emissions of carbon dioxide.Soil Biology and Biochemistry，2004，36（5）：840-858.

［33］ StePhen JL，Samantha G，Hutley LB et al.Seasonal variation and fire effects on CH4，N2O and CO2exchange in savanna soils of northern Australia.Agricultural and Forest Meteorology，2011，151（11）：1440-1452.

［34］ 馬 華，陳秀芝，潘 卉等.持續(xù)收割對上海九段沙濕地蘆葦生長特征、生物量和土壤全氮含量的影響.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報，2013，29（2）：209-213.

［35］ 牟長城，包 旭，盧慧翠等.火干擾對大興安嶺興安落葉松瘤囊苔草濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的短期影響.林業(yè)科學(xué)，2013，49（2）：8-14.

［36］ 王 軍，傅伯杰，邱 揚等.黃土高原小流域土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性.生態(tài)學(xué)報，2002，22（8）：1173-1178.

［37］ 周道瑋，姜世成，郭 平等.草原火燒后土壤養(yǎng)份含量的變化.東北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1999，（1）：111-117.

［38］ 李政海，絳 秋.火燒對草原土壤養(yǎng)分狀況的影響.內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1994，25（4）：444-449.

［39］ 田 昆.火燒跡地土壤磷含量變化的研究.西南林學(xué)院學(xué)報，1997，17（1）：21-25.

［40］ 張淑敏，陳玉福，董 鳴.匍匐莖草本絹毛委陵菜對局部遮蔭的克隆可塑性.植物學(xué)報，2000，42（1）：89-94.

The effects of burning disturbance on the soiL chemicaL properties of Miscanthus sacchariflorus（Poaceae）andCarexbrevicuspis（Cyperaceae）communitiesatLake Dongting wetLands

LI Yafang1，2，CHEN Xinsheng1，XIANG Wenhua2&XIE Yonghong1**
（1：Dongting Lake Station for Wetland Ecosystem Research，Institute of Subtropical Agriculture，Chinese Academy of Sciences，Changsha 410125，P.R.China）
（2：College of Life Science and Technology，Central South Forestry University，Changsha 410004，P.R.China）

Fire，as an imPortant regulator of the ecosystem，has significant imPacts on Plant community structure and ecosystem function，but few studies have been conducted in wetland ecosystems.In this PaPer，we investigated the imPacts of fire on soil ProPerties of the dominant community tyPes—Miscanthus sacchariflorus and Carex brevicuspis at Lake Dongting wetlands through field survey and laboratory analyses.The results indicated that soil nitrate nitrogen content of Carex brevicuspis significantly reduced by 64.6%and organic matter content significantly increased by 26.3%after the burning，which were in contrast with that in Miscanthus sacchariflorus communities，whose soil nitrate nitrogen contents ignificantly increased by 186.9%and organic matter content significantly reduced by 22.9%after the burning.After the burning，total nitrogen，ammonia nitrogen，total PhosPhorus and total carbon content of Carex brevicuspis community significantly increased by 75.4%，36.6%，102.7%，76.9%，resPectively，but no significant changes in Miscanthus sacchariflorus community.Generally，unreasonable fire is the most common reason for soil ProPerties changes，the burning has little imPacts on soil nutrients of Miscanthus sacchariflorus community at the Lake Dongting wetland，which suggested that fire could be a management tool for reed fields（mainly Miscanthus sacchariflorus communities）. Burning can release soil nutrients and stimulate sProuting and growth of Carex brevicuspis community，which may aggregate livestock grazing.This study Provides a theoretical guidance for management of lacustrine wetland ecosystems.So，the research of this Processand mechanism of unreasonable fire is of great significance to the Protection of wetlands and the management of ecosystem.

Fire；wetland Plants；soil nutrients；disturbances；Miscanthus sacchariflorus；Carex brevicuspis；Lake Dongting

10.18307/2016.0213

*國家水體污染控制與治理科技重大專項（2012ZX07204-003-002）和國家科技支撐計劃項目（2014BAC09B00）聯(lián)合資助.2015-08-25收稿；2015-11-10收修改稿.李亞芳（1989～），女，碩士研究生；E-mail：liyafang89509@163. com.

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；E-mail：yonghongxie@163.com.