土壤呼吸是大气中二氧化碳(CO2)的重要来源之一,也是陆地碳循环的重要节点,对温室气体的排放有直接影响,在全球碳收支中占据重要地位。森林土壤呼吸,是一个重要且复杂的化学过程,受多种因素共同作用。火是森林生态系统中重要干扰因子,会改变森林的演替进程和植物间的相互作用,影响森林生物量和生物地球化学循环等过程。近年来,国内外研究森林火灾与火烧迹地管理方式对土壤释放CO2的内容相对较少。火烧木采伐与更新管理对火烧迹地潜在的影响目前还存在争议。本文以火干扰后森林恢复初期、不同火烧木管理方式(皆伐、择伐、未采伐)与不同更新方式(人工更新、人更促进天然更新、天然更新、天然无乔木更新)的草类-兴安落叶松林(Larix gmelinii)火烧迹地为研究对象,采用土壤呼吸定位观测技术,结合取样试验与室内分析,研究土壤呼吸及其影响因素,揭示林火干扰后森林恢复初期与不同火烧迹地管理方式下冻土区土壤呼吸规律与释放途径,探索适宜火烧迹地恢复的管理对策。主要研究结果如下:1.火干扰后森林恢复初期火烧迹地、不同火烧木管理方式火烧迹地与不同更新方式火烧迹地土壤呼吸月均值最大值出现在生长季旺季(6-8月),最小值出现在冻土融化期(4-5月)或冻结期(10月)。2.火干扰后森林恢复初期火烧迹地土壤呼吸的研究中发现:(1)火烧迹地恢复的前3年较未火烧区相比土壤呼吸速率增加13.14%,土壤异养呼吸速率显著增加38.38%,而土壤自养呼吸显著降低34.09%(P<0.05);火烧迹地土壤自养呼吸贡献率降低,随着恢复时间的推移,土壤自养呼吸贡献率呈上升趋势。(2)林火干扰后土壤温度(Ts、T10)和土壤湿度(W10)均升高;林火干扰后土壤pH值和微生物生物量碳氮比降低,而土壤有机碳、速效磷、速效钾、土壤微生物生物量碳、氮含量和土壤转化酶与过氧化氢酶活性升高;火烧迹地恢复初期土壤真菌、放线菌和细菌数量均显著下降,经过2个月的恢复土壤真菌和放线菌数量大幅度上升,且大于未火烧样地。(3)火烧迹地恢复初期土壤温湿度升高是影响土壤呼吸速率及其组分的主要因素,土壤的其它性质变化会对土壤呼吸速率及其组分产生变化,但影响相对较小。森林植被变化,细根生物量变化会对土壤自养呼吸速率产生显著影响。3.不同火烧木管理方式下土壤呼吸研究,选择火灾发生13年,火烧木管理12年的火烧迹地进行试验,结果发现:(1)火烧迹地较未火烧区域相比,土壤呼吸速率与土壤异养呼吸速率无明显差异,而土壤自养呼吸速率与贡献率分别显著高出54.76%和49.98%(P<0.05);火烧木择伐使火烧迹地土壤呼吸速率与土壤异养呼吸速率增加,而土壤自养呼吸速率降低;火烧木皆伐使火烧迹地土壤呼吸速率及其组分均降低;火烧木采伐降低了土壤自养呼吸贡献率,且采伐强度越大土壤自养呼吸贡献率越小;(2)火烧迹地土壤温度(T5、T10)和土壤湿度(W10)仍高于未火烧区域;火烧迹地土壤有机碳、全钾含量和脲酶活性显著低于未火烧区(P<0.05)。火烧木择伐对火烧迹地土壤有机碳、速效磷、速磷钾的含量有显著降低作用,对过氧化氢酶活性有明显抑制作用,对脲酶活性有明显增强作用(P<0.05)。火烧木皆伐对火烧迹地土壤有机碳、全氮和速效磷含量有显著降低作用,对转化酶和过氧化氢酶均有抑制作用(P<0.05)。(3)火干扰后土壤温度升高,从而促进土壤异养呼吸速率与自养呼吸速率,使土壤呼吸速率增加。细根生物量对土壤自养呼吸速率有直接显著效应,火烧木采伐样地细根生物量降低,对土壤自养呼吸速率影响较大。火烧迹地湿度较高,土壤pH降低,放线菌数量较高可能是该区域土壤自养呼吸速率增加的关键。4.不同更新方式下土壤呼吸研究,选择更新10年后的火烧迹地,结果表明:(1)天然更新样地土壤呼吸速率最大为3.37 μmol·m-2·s-1,人工促进天然更新样地土壤呼吸速率最小为2.23 μmol·m-2·s-1。(2)4种类型更新样地土壤温度(T5、T10)和土壤湿度(W10))均无明显差异,不同更新方式下T10和W10不同,从而对土壤呼吸速率的影响不同(3)天然更新样地土壤脲酶活性最高,对土壤呼吸速率有促进作用,天然无乔木更新样地土壤过氧化氢酶活性最高对土壤呼吸速率有抑制作用;人工更新样地土壤呼吸速率与细根生物量相关关系最大,人工促进天然更新样地土壤呼吸速率与细根生物量相关关系最小。综上所述,火干扰对冻土区土壤呼吸速率有增强作用,火烧迹地恢复初期土壤呼吸速率的增强主要是因为土壤异养呼吸速率增强所致。火烧木未伐迹地土壤呼吸速率的增强,主要是因为土壤自养呼吸速率增强所致。火烧迹地管理对土壤呼吸速率及驱动因子均有影响,火烧木择伐对火烧迹地土壤呼吸速率有增强作用,主要因为择伐后土壤异养呼吸速率增加所致,火烧木皆伐对火烧迹地土壤呼吸速率有降低作用。天然更新样地内乔木数量最高且土壤呼吸速率最大。火烧迹地恢复过程中,由于机械和人为干扰,冻土区植被恢复,土壤结构会发生改变,土壤呼吸随之改变。因此,呼吁森林发生火灾后应减少火烧木采伐,如果已经采伐,应尽量减少人为扰动,避免人为干扰再次对植被演替与土壤碳循环产生影响。研究火干扰及火烧迹地管理对土壤呼吸的影响在火烧迹地的生态恢复与森林生态系统碳循环等方面都具有重要意义。