【摘要】：林火是一把雙刃劍,適當?shù)幕馃稍黾油寥婪柿?有利于森林植物的萌發(fā)和生長。而燃燒強度高的林火,則可導(dǎo)致土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的徹底改變,給森林的更新改造帶來不利影響,阻礙森林更替。研究火災(zāi)過程中土壤溫度及土壤性質(zhì)變化對我們認識自然以及預(yù)防森林火災(zāi)都具有重要意義。本文建立長白落葉松人工林采伐跡地燃燒床試驗?zāi)Ｐ?進行火災(zāi)模擬試驗,利用熱電偶測溫系統(tǒng)得出火災(zāi)過程中500、1000、1500 s時各層土壤測試點的溫度數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)以圖像的形式展現(xiàn),得出火災(zāi)過程中各層土壤溫度場的變化情況。結(jié)果表明:當風(fēng)速≤2m·s-1或≥10m s-1時,可燃物均無法充分燃燒;在可燃物充分燃燒的情況下,風(fēng)速為6 m·s-1時,各層土壤溫度最高,土層受高溫影響深度可達12 cm以上,其中3 cm層土壤最高溫度可達300℃C以上。與非伐根處土壤相比,伐根處土壤在火災(zāi)過程中最高溫度更大,且距離伐根越近的位置土壤溫度越高。風(fēng)速為6 m·s-1時,3 cm層土壤距離伐根最遠處到最近處的溫度范圍為198～315℃C。隨著土壤深度的加深,土壤溫度的變化急劇減小。15 cm層土壤溫度幾乎無變化;12 cm層土壤僅在風(fēng)速為6 m·s-1時溫度有所升高;3 cm層土壤溫度最高。當風(fēng)速為6 m·s-1時,土壤溫度受火災(zāi)影響最大,且伐根處土壤受損最嚴重。森林火災(zāi)釋放的高溫高熱直接作用于土壤,使土壤在經(jīng)受一定高溫的情況下結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生改變。本文利用熱電偶測溫系統(tǒng)得出火燒過程中土壤所經(jīng)受的最高溫度,并采用柱狀圖的方法呈現(xiàn)出火燒之后土壤各性質(zhì)的變化,直觀深刻地了解土壤在經(jīng)受不同溫度時其結(jié)構(gòu)性質(zhì)的變化情況。得出結(jié)論:當土壤溫度達到304℃C時,土壤容重顯著增加,土壤結(jié)構(gòu)變得更加緊實,土壤中有機質(zhì)幾乎全部損失,全氮含量損失近半,全磷、全鉀含量顯著減少,有效營養(yǎng)元素含量較為顯著升高;當土壤溫度151℃C時,土壤容重較為顯著增加,土壤結(jié)構(gòu)緊實,土壤有機質(zhì)和全氮含量損失較為嚴重,土壤全磷含量幾乎無變化,全鉀含量開始微弱減少,有效營養(yǎng)元素含量少量增加;當土壤溫度64℃C時,土壤容重有少量增加,對其原始結(jié)構(gòu)影響不大,土壤中有機質(zhì)有、全氮含量開始少量減少,全磷、全鉀以及土壤有效營養(yǎng)元素含量無變化;當土壤溫度低于31。(C時,土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)均無變化。溫度對土壤性質(zhì)影響顯著,但火燒持續(xù)時間的不同也會對土壤性質(zhì)的改變造成影響。本文實驗用三種尺寸燃燒床控制燃燒持續(xù)時間為別為16 min、30min、48min,結(jié)果顯示,火燒持續(xù)時間越長,土壤容重越大,結(jié)構(gòu)越緊實,也使土壤有機質(zhì)損失加劇。土壤中全氮、全磷、全鉀含量均不同程度減少,而有效氮、有效磷、有效鉀含量則有所升高,且火燒持續(xù)時間越長變化量越大,受影響土層深度越深,48 min時,土壤全氮含量發(fā)生變化土層深達12 cm,全磷含量受影響土層為6 cm,全鉀、有效氮、有效磷、有效鉀含量受影響土層為9 cm;火燒16 min時,全氮、全鉀、有效氮、有效磷含量受影響土層為6 cm,全磷、有效鉀含量受影響土層為3 cm。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S714;S762
【圖文】：

邐東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑Ｇ（０，７．２５，３）邋，邋ａ（０．７５，０．２５，３）６（２，０．２５，３），ｃ（３．２５，０．２５，３），邋ｃ／（４．５，０．２５，３），ｅ（５．７５，０．２５，３），逡逑八７，０．２５，３），邋ｇ（８．２５，０．２５，３），／？（９，0．２５，３）。燃燒床兩側(cè)分別布置９根間隔為ｌｍ的標桿。逡逑

７．２５，３）邋，邋ａ（０．７５，０．２５，３）６（２，０．２５，３），ｃ（３．２５，０．２５，３），邋ｃ／（４．５，０．２５，３），ｅ（５．７５，０．２５，３），逡逑八７，０．２５，３），邋ｇ（８．２５，０．２５，３），／？（９，0．２５，３）。燃燒床兩側(cè)分別布置９根間隔為ｌｍ的標桿。逡逑圖２－２燃燒試驗?zāi)Ｐ湾义希咤澹斑�？邐０邐－０＿�?邋Ｉ逡逑？邋ｉｉ逡逑■０邋？邋０邋？邋０邋？邋０＿逡逑圖２－３溫度測試點俯視圖逡逑（Ｉ邋：伐根位置；ＩＩ：溫度測試點位置．）逡逑為探究不同火燒持續(xù)時間對各層土壤性質(zhì)的影響，本試驗設(shè)置三種燃燒床如圖２－４逡逑所示，三種尺寸燃燒床內(nèi)可燃物載量依次增加，故燃燒時間依次增加。三種尺寸燃燒床逡逑－６－逡逑

分別為５００、１０００、１５００邋ｓ，分析不同火燒持續(xù)時間對土壤溫度場變化的影響。５種風(fēng)速逡逑分別對應(yīng)５種火蔓延速度及火線強度，利用各測試點的溫度數(shù)據(jù)繪制５種風(fēng)速條件下各逡逑時間點土壤溫度場變化圖，其中ＡＴ平面為燃燒床平面，見圖３－１。逡逑５邋０．邋？邋０邐？邐０邐？邐０．0邋Ｉ逡逑４邋（，邐？邐邐＃邐？邐——邋邐．．．．？邐魯邋逡逑？邋ＩＩ逡逑Ｙ３＿，０－—０邐？邐０邐？邐０－逡逑２邐，，邐麇邐＾＾＾邐＾邐？邐？—逡逑１．．．．．．ｑ．．．．？—ｅ．．．．．．．．？．．．．．．ｅ．．．．．．？．．．．．．ｅ－逡逑１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８逡逑Ｘ逡逑圖３－１邋ＸＴ平面逡逑（Ｉ邋：伐根位置；丨丨：溫度測試點位置．）逡逑３．１．０風(fēng)速為２邋ｎｒｓ“時土壤溫度場變化逡逑當風(fēng)速為２邋ｍｉ１時，燃燒床內(nèi)火勢弱、蔓延速度小，平均蔓延速度為１．７４邋ｍ．ｓ－１，逡逑火線強度為１８６８．６２邋ｋＷＴｎ人各層土壤隨燃燒時間的溫度場分布情況如圖３－２所示。燃逡逑燒至５００邋ｓ時，燃燒床內(nèi)可燃物緩慢燃燒，且沿風(fēng)速傳播方向（之后用Ｘ軸表示）火勢逡逑漸弱，３邋ｃｍ層土壤溫度場沿義軸方向上在伐根不、＆處隆起，且隆起幅度漸弱，這是逡逑由于地表可燃物與地下可燃物同時存在于伐根處土壤，燃燒所釋放的熱量更大，所以土逡逑壤溫度場會在伐根處出現(xiàn)高于其他位置的隆起形態(tài)；６邋ｃｍ層土壤溫度場在Ａ伐根處有逡逑輕微隆起；９、１２、１５邋ｃｍ邋土層處土壤溫度無變化。燃燒至１０００邋ｓ時

【參考文獻】

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本文編號：2774630