第八届青年地学论坛

       火灾是陆地表面最常见的干扰之一。火后坡面容易发生土壤侵蚀、滑坡和泥石流，这可能与火后坡面坡面产流变化和土壤力学特性变化密切相关，目前多数研究关注火干扰坡面的产流变化，在火干扰影响土壤力学特性变化方面研究尚存在不足。喀斯特地区是当前火灾发生的热点地区，火后土壤侵蚀、滑坡、泥石流可能威胁生态建设，有必要系统研究喀斯特坡面火后土壤力学特性变化及其机制。基于此，研究在典型喀斯特地区选取了火后3个月和1年火烧样地进行，以火烧迹地附近未受山火影响的样地为对照，对不同样地进行原状土采样，同时测量采样点坡度、地表枯落物、生物结皮盖度、土壤根系、砾石含量、容重和土壤机械组成等，随后采用四联动剪切仪开展剪切试验。研究结果显示，火干扰作用显著降低喀斯特坡面的土壤抗剪强度，与未受火干扰的土壤相比，轻度干扰和重度干扰导致土壤内摩擦角下降16%和 32%，而土壤黏结力下降 57%和 62%。在火干扰发生1 年后，火烧迹地土壤抗剪强度显著增大，甚至大于未受火干扰影响的土壤。这一结果可能说明，火干扰后土壤力学特性变化的窗口期可能小于一年，或者火干扰后地表土壤侵蚀增强，表土被侵蚀后，下层土壤出露，其力学强度大于火干扰的土壤和未受火干扰的土壤。分析显示，在不同火干扰坡面，土壤抗剪特性与容重均呈密切的正相关关系。土壤抗剪强度与坡度存在显著关系，但这种关系因火干扰而变化，在未受火干扰、轻度干扰和重度干扰坡面，土壤抗剪特性与坡度呈正相关，而在火后一年，土壤抗剪特性与坡度呈负相关关系。随砾石含量增大，土壤抗剪特性线性增大，但随火干扰作用强度增大，砾石的影响变小。在不同坡面，土壤抗剪特性都随地表和土壤重枯落物增多而下降。分析还发现，火后土壤根系生物量与土壤抗剪特性没有显著相关关系。研究结果表明，火干扰下喀斯特坡地退化过程可能主要发生在火后一年以内，因此需要在这段时间开展灾害防治和植被恢复。
 

火干扰，抗剪特性，喀斯特，土壤侵蚀