12种欧洲橡树幼苗出土和早期生长的影响因素：一项跨大陆实验的结果

《Forest Ecology and Management》：Drivers of seedling emergence and early growth of 12 European oak species: Results from a cross-continental experiment

比较秋季和春季 prescribed burns 对年轻混合林土壤碳的影响，发现春季燃烧因湿润条件火势较弱，减少有机质燃烧，抑制微生物分解，使总碳和矿物结合有机碳增加，而秋季燃烧导致显著碳损失。研究表明春季 prescribed burns 更有利于土壤碳保存。

　　在自然环境中，野火是一种常见且具有深远影响的自然现象。这些火灾每年可以燃烧地球无冰陆地面积的大约6%，并且在某些情况下会显著减少土壤中储存的碳（C）。为了减少这些野火的规模和严重性，同时保护土壤中的碳储量，一些研究者提出了“计划性燃烧”（prescribed burns）这一策略。然而，传统上，这类计划性燃烧多在秋季进行，因为这一季节通常符合历史上的火灾季节模式，且土壤湿度适宜，有利于控制燃烧范围，避免意外蔓延。然而，由于许可限制和实际操作的困难，秋季的计划性燃烧在某些地区受到很大限制。因此，为了满足日益增长的森林燃料减少需求，计划性燃烧也逐渐扩展到了春季，这在很多地方并不属于传统的火灾季节。

然而，这种季节性的变化可能会对土壤碳储存产生不同的影响。因此，研究者们关注于探讨春季和秋季计划性燃烧对土壤碳动态的具体影响，特别是在土壤有机碳（SOC）的不同组成成分上。SOC通常包括多种成分，如颗粒有机碳（POC）、矿物结合有机碳（MAOC）以及由火灾产生的碳质有机物（PyOM）。这些成分对碳的储存和释放具有不同的特性，其中MAOC由于与矿物结合，通常更难被微生物分解，而POC则更容易被燃烧。PyOM则由于其在火灾过程中形成的特性，可能具有较强的抗分解能力，并能在土壤中长期存在。

研究者们在一项实验中，对年轻混合针叶林进行了秋季和春季的计划性燃烧，并在燃烧后的两年内对土壤中的碳含量和微生物活动进行了测量。研究发现，秋季燃烧导致了土壤中POC的显著减少，三日后从37±14降至14±8.3克碳每千克干土，这表明燃烧过程中大量的有机质被直接燃烧，从而减少了土壤中的碳含量。同时，秋季燃烧还刺激了微生物的呼吸作用，使得土壤中的总碳含量在两年内未能恢复到燃烧前的水平，最多维持在43±14克碳每千克干土。相比之下，春季燃烧并没有立即减少土壤中的碳含量，反而在两年后增加了64%，这可能是因为春季燃烧过程中微生物的呼吸作用受到抑制，从而减少了碳的损失。

这些发现对于森林管理者来说具有重要的意义。春季的计划性燃烧可能有助于保护土壤中的碳储量，因为其燃烧的强度较低，对土壤有机碳的直接消耗较少。此外，春季燃烧可能通过抑制微生物的活动，减少碳的分解和释放，从而促进碳的积累。这种碳的积累效应可能对森林生态系统具有积极的影响，尤其是在需要进行频繁燃烧的地区。研究还指出，MAOC在燃烧后的土壤中表现出较强的稳定性，这可能与其与矿物的结合有关，使得它能够在燃烧后仍然保持一定的碳储量。

研究者们还对微生物的呼吸活动和酶活性进行了分析。他们发现，秋季燃烧显著增加了微生物的呼吸活动，这可能是由于燃烧过程中释放的微生物残留物或土壤中复杂有机质的分解，使得更多的可利用碳被微生物利用。而春季燃烧则对微生物的呼吸活动产生了抑制作用，这可能与春季土壤湿度较高有关，从而限制了燃烧的强度和范围。此外，研究还发现，春季燃烧并没有显著影响微生物的酶活性，这表明其对碳、氮和磷的获取能力并未受到明显影响。

总体来看，这项研究为理解不同季节进行计划性燃烧对土壤碳动态的影响提供了重要的数据支持。研究结果表明，春季的计划性燃烧在短期内对土壤碳的影响较小，甚至有助于其积累。这可能为森林管理者提供了一种新的策略，即在更广泛的季节内进行计划性燃烧，以更有效地减少森林燃料，同时保护土壤中的碳储量。然而，这一结论也提醒管理者，需要在实施计划性燃烧时充分考虑季节性因素，以确保其对生态系统的积极影响。此外，研究还强调了不同碳成分在燃烧过程中的不同反应，这对于未来研究和管理实践具有重要的指导意义。