2009年10月,在大兴安岭北部林区进行了野外林火点烧试验。采用网格法布设固定样地,在火烧前后不同时间节点共采样4次：火烧前-火烧后当天-经过了次年融雪季-经过了次年雨季。以碳-氮-水三大土壤环境因素为主线,分析了实验林火影响下土壤有机碳、微生物量碳、全氮、碳氮比、铵态氮、硝态氮、铵态氮／硝态氮、土壤含水量等性状指标的时间变化和空间格局。所得结果如下：1)火烧可导致土壤有机碳的小幅度增加和不同程度减少,因火强度和火烧后时间而异。火烧导致的土壤有机碳即时损失只有高强度火的作用才显著；中、轻度火烧后,土壤有机碳有反而所增加。经过融雪季和雨季后,重度火烧区域土壤有机碳持续较大幅度降低；中、轻度火烧区域土壤有机碳持续小幅度增加。火烧后各时间节点的土壤有机碳空间格局或有机碳相对变化率空间格局与火强度格局均具有较大程度关联性。2)火烧可导致土壤微生物量碳显著降低,火烧后土壤微生物量碳的变化与火强度密切相关。火烧导致的土壤微生物量碳即时损失因火强度而异,只有中、高强度火的作用才显著。作为生命形态,土壤微生物对高温的敏感性远高于有机质碳化、挥发、燃烧等物理过程,所以重度火烧后微生物量碳的降幅远比土壤有机碳为大。火烧后的土壤微生物量碳空间格局和微生物量碳相对变化率空间格局均与火强度格局有高度关联性。3)火烧引起土壤全氮的变化因火强度而异,轻、中度火烧导致土壤全氮持续性小幅度增加,重度火烧导致土壤全氮持续性小幅度减少。火烧后各时间节点(尤其是经历了融雪或雨季后)的土壤全氮空间格局和全氮相对变化率空间格局与火强度格局间均具有一定程度关联性,即高强度火区域主要表现为土壤全氮的小幅度即时损失和后期持续性小幅度降低,轻、中度火烧区域主要表现为土壤全氮的持续性小幅度升高。4)土壤氮和有机碳共存于有机质中,所以二者的变化具有很大的关联性。轻、中度火烧使土壤有机碳和全氮有持续性小幅度增高的趋势,其中全氮的相对增幅要比有机碳大些；重度火烧导致土壤有机碳和全氮持续性降低,其中有机碳的降幅远较全氮为大。对碳、氮这两个重要而又相互关联的环境元素而言,无论轻、中度火烧还是重度火烧,都会导致不同程度的相对“富氮减碳”结果,均使土壤的C/N不同程度下降。5)火烧可导致土壤铵态氮含量大幅度升高,土壤铵态氮的变化与火强度有关,但在不同时间的表现差别很大。即时火烧后土壤铵态氮呈无规律小幅度变化,平均值变化不显著；经过融雪季后,春末火烧迹地土壤温度较高,尽管碳源供应可能很充足(死亡细根),氮的微生物净矿化积累仍十分明显,土壤铵态氮普遍大幅度升高,中、轻度火烧区域平均增幅显著大于重度火烧区域；此时土壤铵态氮受季节因素、微地形因素、火烧及火烧强度因素等多方面控制,火烧及火烧强度因素的影响都能突出表现出来。夏季,由于淋溶作用、再生植被或残留植被的吸收作用、逐渐恢复的土壤微生物群落的再吸收作用以及可能的氨挥发损失等原因,火烧迹地土壤铵态氮含量与春末相比显著回落,但仍显著高于其烧前值,且显著高于同时期周边未烧的林地；此时火烧因素的普遍性影响能明显表现出来,但火强度因素的影响因其他因素干扰而变得不明显。土壤铵态氮空间格局与火强度空间格局的关联性,只在次年春末时明显,其余时间均不明显。6)不同时间节点土壤硝态氮表现出不同方向和程度的变动。火烧前土壤硝态氮最低,消化作用微弱。火烧后土壤硝态氮的变化与火强度有关,但在不同时间的表现差别很大。轻度火烧后土壤硝态氮即时相对小幅增减,平均变化不显著；中度和重度火烧后土壤硝态氮即时相对大幅度增加。经历了融雪季后,火烧迹地土壤温度和pH值都较高,氮的微生物硝化积累相对明显,硝态氮普遍相对性大幅度升高,且升幅随火烧强度而增大。夏季由于淋溶作用、再生植被或残留植被的吸收作用、逐渐恢复的土壤微生物群落的再吸收作用等原因,土壤硝态氮与春季相比有显著下降；另外,此时火烧迹地硝态氮含量要比周边未烧过的对照林地高1个数量级,表明火烧使硝化作用明显化。火烧后各时间节点土壤硝态氮含量空间格局或硝态氮相对变化率空间格局与火强度格局间均表现出不同程度的关联性。7)大兴安岭地区低温、酸性的土壤环境不利于硝化作用进行,一般来说硝化作用微弱,土壤有效氮以铵态氮占绝对优势。火烧后土壤铵态氮/硝态氮总体表现为持续降低,达极显著水平。火烧后土壤铵态氮/硝态氮大都有即时的明显下降,重度火烧区域下降更为明显。经历了融雪季或雨季后,铵态氮/硝态氮比值普遍持续降低,且最终降低的程度随火烧强度而加剧。尽管硝态氮相对增幅很大,但其绝对增加量有限,所以火烧后土壤铵态氮/硝态氮比值的显著下降,究竟在多大程度上改变了植物的“氮营养生境”,尚有待进一步研究。8)火烧显著影响土壤水分及其时空变化。火烧引起土壤水分的即时损失随着火烧程度增强而加剧。土壤水分作为受大气降水主导的性状,在春季干旱季节火烧的叠加影响仍然显著,火烧迹地的地表高温(炭屑吸收太阳辐射)、重火烧迹地失去有机盖层保护,加剧了土壤水分的蒸发损失,春旱程度随火烧程度而加剧,土壤水分空间格局与火强度格局间具有密切关联性,且必然影响到植被更新或再生格局。夏季土壤水分受气候季节变化主导,湿润季节迹地火烧程度对土壤水分的影响变得不明显。对不同强度火烧后土壤碳、氮、水各指标的时间和空间变化原因进行了综合分析。碳、氮、水是重要的三大土壤环境要素,进行林火影响下其时空变化规律研究,对于开展大兴安岭火灾影响的定量评价具有重要意义。