基于树轮化学元素分析的林火历史信号初探

作者:魏帽; 张广迎; 邴晓瑾; 曾爱聪; 郭新彬; 郭福涛*
来源:西北农林科技大学学报(自然科学版), 2022, 50(05): 36-47.
DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2022.05.005

摘要

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeriafortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场<500 m区域和距离火场>1 500 m区域柳杉2010-2019年树轮为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测树轮中P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Zn、Na、Al、Ni共12种化学元素的含量,分析其在林火发生前后的变化与相关性。【结果】大部分元素(B、Mn、Ca、Cu、Zn和Ni)含量最大值出现在火灾发生后第1年,或最小值出现在火灾发生后第2年。过火区域中林火对于B和Mn元素影响较为明显,主要表现在:B和Mn含量在林火前后具有显著差异性;Mn含量在火灾发生前与火灾发生当年呈负相关,但与火灾发生后第1年呈正相关;B与Mn元素间含量在火灾发生当年呈强相关性。此外,采样点距离火场区域的距离对Ca、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量有显著影响,主要表现在:距离火场区域越远,Fe、Ni、Cu、Zn元素含量在林火前后的差异性越显著,Cu和Zn元素含量在火灾发生前与火灾发生当年的相关性越高,Fe、Ni、Cu和Zn元素间含量在火灾发生前与火灾发生后第2年的相关性越高。【结论】树木年轮中的化学元素含量变化可作为林火历史信号示踪器。