西南干热河谷地区是长江上游重要的生态安全屏障，该区气候干热、原生植被易燃性高，因而森林火灾频繁高发，高强度林火扰动极易加剧水土流失、甚至诱发泥石流等次生灾害。厘清林火迹地土壤抗侵蚀能力及其动态演变趋势，有利于评估森林火灾造成的环境风险并提高林火迹地生态恢复效率。

围绕上述关键科学问题，四川师范大学地理与资源科学学院西南土地资源评价与监测教育部重点实验室王移副研究员团队近期在西南干热河谷林火迹地土壤抗侵蚀能力研究方面取得了系列新进展。相关研究成果分别以“Temporal variation in soil detachment capacity of high-severity post-fire in dry-warm valley forest lands in Southwest China”和“High-severity fire reduces soil erosion resistance: A study based on 4-yearfield monitoring data in dry-warm valley in Southwest China”为题目，于2025年8月发表在国际地学权威期刊《Journal of Hydrology》和《CATENA》上。《Journal of Hydrology》和《CATENA》均为中科院一区TOP SCI期刊，影响因子分别为6.3和5.7。王移副研究员为论文通讯作者，地理与资源科学学院2023级硕士研究生覃晓松为第一作者。

团队以凉山州冕宁县典型林火迹地为依托，连续开展了多年定位监测与模拟试验工作。研究表明重度林火扰动将严重破坏地表植被，降低土壤有机质含量和团聚体稳定性，导致​​土壤质量急剧退化。通过开展原状土水槽冲刷试验，发现火灾之后的土壤分离速率（D_c）与自然土壤相比增大2倍，细沟可蚀性（K_r）增加160%，而临界剪切力（τ_c）降低77.39%，说明林火扰动导致土壤抗侵蚀能力急剧减小。在林火迹地自然恢复过程中土壤质量呈逐渐改善趋势，细沟可蚀性K_r逐渐降低、τ_c逐步回升，但火灾四年后仍未能恢复至自然林地水平（图1）。

图1 林火迹地土壤分离速率（左）与抗侵蚀能力指标（右）

进一步研究发现，林火扰动形成的特殊土壤结构与植被生长交互作用是土壤抗侵蚀能力演变的主控因素。与传统林地土壤抗侵蚀能力受控于“植物影响土壤属性”的作用机制不同，林火扰动瞬间导致地表植被消失和土壤结构属性剧变，在林火迹地恢复初期阶段土壤抗侵蚀能力主要受“土壤影响植物生长”的机制作用。通过结构方程模型解析土壤属性和植物指标与林火迹地土壤抗侵蚀能力指标之间的关系，发现土壤有机质和中值粒径，以及中值粒径和根重密度分别对细沟可蚀性（K_r）和临界剪切力（τ_c）有显著正向效应（图2）。以上研究结果说明土壤改良是提升林火迹地生态修复和水土保持效益的关键。

图2 不同时期的土壤抗侵蚀能力影响因素（左）以及作用路径解析（右）

为了估算不同时期的林火迹地土壤分离速率，提高干热河谷火灾风险预测精度，基于水流剪切力、水流功率等坡面水动力学指标构建了林火迹地土壤分离速率估算模型（图3）。研究发现采用坡度和流量组合的幂函数方程预测效果最优，推荐使用该模型进行林火迹地土壤分离速率估算；在综合水动力学参数中以水流功率指标的预测效果最好，据此构建的预测方程可为土壤侵蚀物理模型提供依据。

图3 林火迹地土壤分离速率预测模型效率对比

以上工作由四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室开放基金面上项目（TDSYS202310）和四川省科技计划（2023NSFSC1979）联合资助。

原文出处：

1.        Xiaosong Qin, Yi Wang*, Longxi Cao, et al. 2025.Temporal variation in soil detachment capacity of high-severity post-fire in dry-warm valley forest lands in Southwest China. Journal of Hydrology, 662, 134077. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134077

2.        Xiaosong Qin, Yi Wang*, Longxi Cao, et al. 2025. High-severity fire reduces soil erosion resistance: A study based on 4-yearfield monitoring data in dry-warm valley in Southwest China. CATENA, 259, 109400. DOI:10.1016/j.catena.2025.109400

供稿：王移

编辑：鲍乾   审核：王霞   终审：彭立