林火干扰对森林生态系统碳库的影响研究进展*

胡海清 罗碧珍 罗斯生 魏书精 王振师 李小川 刘 菲

(1.东北林业大学林学院 哈尔滨 150040；2.广东省森林培育与保护利用重点实验室 广东省林业科学研究院 广州 510520)

森林生态系统是陆地上最大的碳库，在维持陆地生态系统碳平衡和调节温室效应方面具有独特的功能。植被碳库是森林生态系统在碳库不可或缺的部分，是其他碳库碳元素的重要来源，亦是固碳能力的标志之一，发挥着重要的碳汇效应；凋落物碳库作为连接植被碳库和土壤有机碳库的枢纽，在生态系统碳循环中起着交换库的作用；土壤有机碳库在全球碳循环中扮演着源、汇、库的效应，在生态系统碳循环和碳平衡中具有不可替代的作用。林火干扰作为全球生物地球化学循环的关键驱动因子，可显著改变生态系统的结构和功能以及养分循环和能量传递(Alcaizetal., 2018)，引起森林碳库和碳分配格局的变化，进而影响森林演替进程及固碳能力。因此，加强林火干扰对森林生态系统碳循环的定量研究是理解生态系统碳平衡的重要依据，亦有助于了解森林各碳库的碳循环和碳分配过程，从而为科学合理制定减缓全球变化的林火管理措施提供科学支撑。

工业革命以来，温室气体排放增加导致全球气候变暖，并带来各种生态环境问题(Pellegrinietal., 2018)。不同环境因子(气候、景观和植被)作为区域林火干扰发生的主要驱动力(Chenetal., 2017)，对森林生态系统的碳循环和碳平衡产生重要影响，已引起学者们广泛关注；同时，关于人为因素在林火干扰中的作用问题亦引起学者们深入探讨。在西伯利亚北方针叶林中，人为引起的林火干扰超过85%(Molliconeetal., 2006)。气候变化和林火干扰的相互作用因人类活动影响变得更为复杂，林火干扰频率和强度不断增加，释放大量温室气体，这将加剧未来全球变暖，引发各种生态环境问题，进而影响生态系统碳平衡(van der Werfetal., 2009; Pellegrinietal., 2018)。据统计，全球每年约1%的森林受到林火干扰，1997—2008年过火面积高达3.3亿～4.3亿hm2·a-1(Giglioetal., 2009)，其碳损失量超过2～4 Pg·a-1(van der Werfetal., 2009)。林火干扰陆地生态系统主要通过燃烧直接向大气中排放含碳气体(Lietal., 2014)，但会间接影响生态系统的结构、功能和演替方向，降低森林固碳能力，进而影响陆地生态系统的碳平衡和碳循环(Wottonetal., 2010; 刘魏魏等, 2016)。因此，管理和保护好森林生态系统以维护或提高其碳汇效应及减缓气候变暖作用已成为学者们关注的重要科学问题之一。

在全球气候变暖背景下，林火干扰的频率、大小和强度增加(Hurteauetal., 2014; 黄超等, 2018)，尤其受增温和降水时空分布不均等天气影响，火险等级有所增加，防火期延长且增大了扑救难度(Miquelajaureguietal., 2019)，而由此导致森林生态系统在长时间尺度上由碳源转为碳汇的可能性进一步影响景观规模恢复速度。学者们基于全球气候模型(general circulation models, GCM)，预测到2050年林火干扰的次数和面积均有增加趋势，指出5—10月的平均温度和可燃物含水率可解释年度燃烧面积变化的24%～57%(Wottonetal., 2010)。因此，定量研究林火干扰对森林生态系统各碳库的影响，科学阐明其对各碳库的影响机制是开展森林碳平衡工作的基础，亦可为林火干扰与气候变化研究提供重要依据，有助于了解森林生态系统各碳库的碳循环和碳分配过程，对科学合理制定减缓全球变化的林火管理措施具有重要理论和实践意义；同时，也可为理解林火干扰对森林生态系统碳平衡的影响提供参考数据，亦可为火烧迹地恢复、森林的修复和碳减排增汇效应提供科学支持(Pereiraetal., 2016; Berengueretal., 2018)。

1 研究方法进展

国内外较早就有学者研究林火干扰对森林碳库的影响(Seileretal., 1980; Andreaeetal., 2001; 王效科等，2001；田晓瑞等，2003；Giglioetal., 2013; 魏书精等，2014)。目前研究集中主要在碳排放(Conardetal., 1997; Amiroetal., 2001; 魏书精等，2014；常禹等，2015)、含碳气体排放(Kasischkeetal., 2003; 胡海清等，2013a)、碳排放物(常禹等，2015；罗碧珍等，2018)、碳释放(王效科等，2001; Pageetal., 2002; 田晓瑞等，2003)、碳循环与碳平衡(Conardetal., 1997; 2002；徐小锋等，2007；胡海清等，2013b)、碳估算(Frenchetal., 2014)、碳计量(Conardetal., 2002)、碳收支(Hardenetal., 2000)、碳时空分布(Zhangetal., 2003)、碳动态(Dixonetal., 1994; Nalderetal., 1999; Yinetal., 2016)、碳损失(黄麟等，2010; Turetskyetal., 2011)、碳恢复(Amiroetal., 2006; 辛颖等，2015)、碳储量及影响(Seidletal., 2014; 黄超等，2018)等方面。随着气候变化研究不断深入，国外这些方面研究越来越多，但主要在北方森林地区和东南亚热带森林地区(Andreaeetal., 2001; Larkinetal., 2014; Santínetal., 2016)，且多数研究仅仅通过小尺度林分水平上的实测计量参数(森林火灾面积、可燃物载量、可燃物含碳率、林火强度、燃烧效率、排放因子等)或参考相关计量参数来估算小尺度的碳损失量，并藉此直接计算区域大尺度碳损失量。

近年来，随着遥感技术进步，各种遥感平台与算法不断应用到林火干扰对森林碳影响的估算中，在大尺度上估测林火干扰面积、单位面积可燃物载量等碳影响因子的计量参数，并估算碳损失，获得了较好效果。如Zhang等(2013)在大尺度上利用NOAA卫星的AVHRR影像估测了林火干扰面积计量参数，结合应用其他计量参数的经验值，估算了全球北方森林的林火干扰碳损失量。虽然遥感可在大尺度上获得计量参数，但这些计量参数往往仅通过经验或模型手段获取，缺乏试验分析，使参数存在较大差异。将小尺度估算的经验参数直接上推到大尺度，定量估算林火干扰碳损失，未考虑尺度转换，因而估算值存在较大差异。

随着研究不断深入和方法逐步改进，学者们开始通过室内控制试验确定计量参数，并用其直接估算较大尺度的碳损失量。如胡海清等(2013a)采用室内测定参数估算了1953—2011年小兴安岭北温带森林火灾含碳气体排放量；魏书精等(2014)通过火烧迹地调查结合火灾统计资料得到黑龙江省温带森林火烧迹地计量参数，并直接估算了黑龙江省林火干扰碳损失量。以往研究采用各种方法获得小尺度计量参数数据或直接通过遥感获取大尺度宏观数据，对我国林火干扰碳损失量进行估算，促进了林火干扰碳损失量计量的定量化研究，但其大多通过小尺度实测方法确定参数，参数测定方法不统一(室内控制环境试验、火烧迹地调查、野外试验、火灾统计资料和遥感数据等)(田晓瑞等，2006；吴沁淳等，2016)，且把小尺度上得到的计量参数直接用于计算区域尺度的碳损失量，异质性的生态系统亦导致定量估算结果存在较大不确定性。

2 林火干扰对森林生态系统碳库的影响

近年来，以气候变暖为标志的全球变化及其影响已引起国内外学者广泛关注(胡海清等，2013b；Veraverbekeetal., 2014；罗碧珍等，2018)，林火干扰、气候变化和碳循环的相互关系及作用机制成为学者们探讨的热点(Martí-Rouraetal., 2014)，三者之间的相互关系对物种组成、植物生长、土壤微生物群落、土壤淋溶和侵蚀具有长期影响(Alcaizetal., 2018)。研究林火干扰和土壤有机碳的交互关系有助于理解碳固持过程，对科学合理制定减缓全球变化的林火管理策略具有重要意义。热带、温带和北方森林生态系统覆盖面积超过41亿 hm2，在全球范围内，森林植被和土壤中约含1 146 PgC(1 Pg=1015g)，其中约37%在低纬度森林中，14%在中纬度地区，49%在高纬度地区(Dixonetal., 1994)。亦有研究表明，高纬度地区北方森林生态系统的碳储量占全球森林总碳储量的32%(Panetal., 2011；黄超等，2018)。在北方森林中，平均每年过火面积达5×106～15×106hm2(Flanniganetal., 2013)。此外，生态系统在10年时间范围内的净碳固存更多取决于干扰后不同林龄的影响，其响应周期通常在数十年到数千年之间(Jiangetal., 2015)。因此，阐明二者之间的影响机制可为火烧迹地植被恢复和提高碳估算精度提供科学支持。

随着全球气候变暖，林火干扰将约4 Pg·a-1的碳到大气中(Andreaeetal., 2001; Giglioetal., 2013)，科学准确地计量林火干扰碳排放量有助于量化林火干扰对大气环境和区域环境的效应。如果实现尺度上推，得到区域尺度和长时间尺度林火干扰碳排放和含碳气体排放量，则有利于了解生态系统碳排放时空演变规律及对森林碳平衡的影响，对制定大气污染控制对策、改善区域环境及碳排放模拟研究具有重要意义。

林火干扰作为森林非连续的生态因子，是森林生态系统干扰机制的重要组成部分，是全球生物地球化学循环的关键驱动因子，可显著改变生态系统的结构和功能以及养分循环和能量传递，引起森林生态系统碳库碳储量和碳分配的变化，影响森林演替进程及固碳能力，进而对森林生态系统碳平衡和碳预算产生影响，包括直接和间接影响(Hardenetal., 2000; Flanniganetal., 2009)。林火干扰过程中大量可燃物燃烧产生的含碳气体直接影响生态系统的碳循环和碳平衡，是森林生态系统受干扰后的直接碳损失过程，主要对植被碳库、凋落物碳库和土壤有机碳库的动态变化产生影响，因而林火干扰会消耗大量植被碳库和凋落物碳库；而间接影响主要通过改变森林生态系统净初级生产力和土壤呼吸干扰森林生态系统的碳循环和碳平衡，主要表现为通过改变凋落物和细根的生物量来影响土壤有机碳的变化(图1)。

图1 林火干扰对森林生态系统各碳库周转的影响

2.1 林火干扰对植被碳库的影响

植被碳库主要包括植物地上部分(干、枝、叶和皮)和地下部分(活根生物量)所固定的碳(徐小锋等，2007；魏书精等，2014)。据估算，全球森林植被碳储量为359.00～373.00 Pg，平均碳密度为86.00 Mg·hm-2(Lal, 2005)，全球植被层碳储量占全球森林碳储量的42%～50%(Panetal., 2011)。一些研究表明，在区域范围内，森林生态系统中的植被碳库随纬度增加而减少，其碳库累积的纬度分布格局主要取决于区域尺度的温度高低(van der Werfetal., 2003)。近年来，随着社会经济的快速发展，人类活动越来越频繁，对森林干扰也越来越大，其中林火干扰森林生物量和碳库的研究已成为热点，包括对碳库动态变化和碳库时空分布的研究。森林生态系统植被碳库代表碳吸收(光合作用)和碳释放(呼吸作用和死亡生物量)在动态平衡中的累积量，许多因素(气候、土壤、林龄和林火干扰等)均通过不同机制影响植被碳库的积累和空间分布格局(Herreroetal., 2012)。

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2.1.1 林火干扰对植被碳库的直接影响 林火干扰消耗大量可燃物，影响大气的CO2净交换量(胡海清等，2013b)，通过直接改变植被覆盖度进而影响植被碳库和营养元素周转，最终影响植被的碳固定及从植被向土壤的碳转移，导致不同碳库间重新分配。根据Crutzen等(1979)的估算，林火干扰造成全球植被碳库损失2～4 Pg·a-1。魏书精等(2014)估算黑龙江省温带森林60年间火灾碳排放量为5.88×105t。洪娇娇等(2017)发现，林火干扰强度显著影响森林生态系统乔木层和草本层碳库，对灌木层碳库的影响不显著。同时一些研究表明，计划烧除使森林生态系统植被碳库初始消耗量小于5 t·hm-2(Clarketal., 2014)。当燃烧不完全时，排放物可能包括其他气体，如CO、CH4和气溶胶，显著影响区域大气化学成分，进而影响全球气候变化(罗碧珍等，2018)，气候变化影响森林生产力和植被分布，进而影响森林生态系统功能(Breckaetal., 2018)。此外，林火干扰发生期间，通过改变植被覆盖影响地表反照率，进而减少或增加吸收的太阳辐射量来影响地气系统的辐射平衡(Amiroetal., 2006)。森林覆盖面积和生物量变化可通过地表反照率变化对植被碳库产生影响(Lukešetal., 2013)。

2.1.2 林火干扰对植被碳库的间接影响 林火干扰对植被碳库的间接影响主要取决于植被恢复速度和类型。在植被恢复早期，地表植被生长缓慢，叶面积指数较低，净初级生产力(net primary productivity, NPP)也低，探讨NPP变化对林火干扰的响应是揭示林火干扰对植被碳库间接且长期影响的基础。在北方森林中，林火干扰后的树木种子主要来自土中种子库，植被恢复主要受干扰前树种的组成与耐荫性、地下植被组成及火强度和火频率的控制(Whiteetal., 2017)。植被恢复是减少林火干扰后土壤侵蚀和养分耗竭的关键，而土壤养分对生态系统的结构和功能具有重要影响(Pereiraetal., 2016)。

林火干扰频率增加将促进不耐荫阔叶树种和适应火灾先锋树种的早期演替。孙龙等(2009)探讨1987年大兴安岭火后的NPP恢复趋势，发现火后23～24年时中度林火干扰后的乔木层NPP可达到未过火林地水平。辛颖等(2015)指出重度林火干扰后，人工恢复林分的植被碳库和碳汇能力高于天然恢复林分。在加拿大东部的黑云杉(Piceamariana)-苔藓林中，过去50年间火灾频率增加导致茂密森林变为了开阔林地(Girardetal., 2008)。林火干扰强度高低可通过改变土壤有机层厚度使矿质土壤裸露，影响植被动态(Stevens-Rumannetal., 2018)。蔡文华等(2012)研究表明，我国大兴安岭针叶林和阔叶松的更新苗密度在中度林火干扰下大于轻度林火干扰和重度林火干扰。林思美等(2018)基于3PGS-MTCLIM模型研究发现，林火干扰强度和海拔对内蒙古根河林区火后植被净初生产力的恢复具有显著影响。植被更新和再生(光合作用、自养呼吸和异养呼吸)产生的碳通量是北方森林植被碳库恢复的关键(Chapinetal., 2006)。

2.2 林火干扰对凋落物碳库的影响

凋落物影响森林地表有机层的生物量和养分含量，是全球森林生产力的主要组分(Yuanetal., 2010)。地表凋落物量会调节土壤呼吸速率和有机碳含量，主要通过凋落物分解产生的碳输入与输出的相互作用导致森林土壤有机碳库变化(Maesetal., 2019)。虽然凋落物碳库只占全球森林生态系统碳库的5%(43 Pg)(Panetal., 2011)，但地表凋落物积累作为一个重要碳库(Coolsetal., 2014)，是地球上最大的陆地碳汇(徐小锋等，2007)，其NPP的一半以上是通过凋落物生物量分解进入土壤的。因此，凋落物碳库对全球碳收支和碳减排目标具有重要意义。

2.2.1 林火干扰对凋落物碳库的直接影响 直接影响指林火干扰通过影响凋落物量而影响凋落物碳库，相关研究主要关注林火干扰后的凋落物量在不同林火强度和环境梯度下的变化。研究发现，林火干扰对凋落物量的影响取决于火烧强度和火频率，中、低强度林火干扰不会对环境造成严重影响，甚至可增加土壤养分供应并促进植被萌生(Certini, 2005; Pereiraetal., 2012)。Penman等(2010)研究了计划烧除后的凋落物量变化，结果表明凋落叶量从19.59 t·hm-2变为火后的6.51 t·hm-2，在3年内凋落物量又恢复到与未过火相似的水平。周文昌等(2012)探讨林火干扰对小兴安岭白桦(Betulaplatyphylla)沼泽、落叶松(Larix)-苔草(Carex)沼泽凋落物碳库的影响，结果表明重度林火干扰分别减少了凋落物碳库0.23和0.47 kg·m-2。

2.2.2 林火干扰对凋落物碳库的间接影响 间接影响指林火干扰通过改变凋落物的理化性质和微环境而影响凋落物碳库。火灾频率增加导致林冠层郁闭度降低，提高了光照水平，减少了凋落物含水率，增加了凋落物表面温度。Brennan等(2009)研究澳大利亚不同火灾频率对桉树(Eucalyptus)林凋落叶的影响后发现，林火干扰以2种方式影响凋落物的碳和氮，首先引起碳和氮损失，其次改变未分解凋落物中的碳氮比。李飞等(2018)发现，火后大兴安岭阔叶和针叶凋落物的生长季内月分解速率分别为5.68%～11.00%和5.64%～7.39%。凋落物分解快慢通过调控萌发和幼苗生长而影响森林演替过程，气候变化引起林火环境变化，从而影响林火干扰频率和强度，进而改变凋落物分解速率。

全球气候变化将对森林产生广泛影响，增加野火发生概率，提高CO2含量，降低碳氮比(徐小锋等，2007)。Penman等(2010)利用22年数据研究气候和火灾历史对凋落物量和分解的影响，结果发现二者均受温度、近期降雨和火灾历史的影响。据研究，频繁的林火干扰会显著改变无脊椎动物的群落组成，而反过来会影响分解速率。Brennan等(2009)研究表明，林火干扰前后的林分存在无脊椎动物群落差异，计划烧除导致凋落物分解率降低。Holden等(2013)研究表明，阿拉斯加北方森林的火后土壤真菌丰度和活性减少，抑制了凋落物分解，主要与火灾期间向土壤传热导致水解细胞外酶的活性降低有关。

2.3 林火干扰对土壤有机碳库的影响

土壤有机碳是土壤碳库的重要组分，调节着土壤固相、液相、气相的数量、结构和性质, 进而对土壤功能产生影响。林火干扰产生的高温可加速土壤有机质分解(Razavietal., 2015)，森林火场的温度远超有机质挥发的温度(100～200 ℃)，导致土壤C、N、S大量损失，尤其超过200 ℃后所产生的炭化，亦造成土壤中芳香族结构的比例增加(Kangetal., 1980)。林火干扰改变植物凋落物分解和根系分泌物进而改变有机碳的输入和输出方式，从而影响生态系统碳循环和分布格局(Certini, 2005)。由于土壤碳库巨大，其微小变化就可引起明显反馈，造成对其结构和功能产生深远影响。此外研究证明，活性碳输入变化可使土壤有机质分解加速高达380%或使其分解降低到50%(Kuzyakov, 2002)。

林火干扰对SOC碳库的影响，可从小尺度和大尺度2方面研究，小尺度主要指景观尺度及以下(包括生态系统尺度和林分尺度)发生的森林火灾，大尺度指区域尺度(包括全球尺度)发生的森林火灾。通常在小尺度范围内，地形条件变化可能是影响SOC储量呈现垂直分布变化的主要原因；而在相对更大的区域尺度下，气候、土壤质地、地形、植被及人类活动和管理水平等的交互作用均可能是影响SOC空间迁移和形态转化的重要因素，从而导致不同区域范围SOC碳库的分异(O’rourkeetal., 2015)。林火干扰对土壤碳库的储量和质量有着复杂影响，包括减少或消除地表和表层土中的生物量，进而影响植被微生物种群变化以及土壤物理和化学性质的改变与碳平衡。

3 研究展望

林火干扰在生态系统和全球尺度上均产生重大影响。在全球尺度上，林火干扰通过排放痕量气体、注入颗粒物和改变地表反照率，改变全球生物地球化学循环和气候变化。在生态系统尺度上，林火干扰可改变微气候及光照、水分和养分等自然资源的可用性，进而改变植物的物种多样性和优势种群。生态系统的结构和环境变化，可改变生态系统的初级生产力、水文和养分通量(有机物分解速率)等关键功能特征，进而改变植被、凋落物和土壤中的碳素储存和周转，亦进一步改变森林碳库的分布格局，且这些被改变的幅度因森林生态系统的异质性、复杂性而很难预测。此外，生态系统中的净年碳通量只占土壤SOC库储存量的一小部分，土壤有机碳变化较慢，使人们没有足够的持续时间来研究林火干扰后的土壤SOC密度变化。

目前，在林火干扰对森林碳动态影响方面已取得一些成果，但由于森林生态系统的复杂性、异质性、影响因素的多样性以及其碳库在全球碳平衡和碳循环中的重要作用，需要继续进一步深入了解林火干扰、森林碳库、全球气候变化三者之间的因果循环关系，这是今后研究的重要问题。从不同尺度探讨林火干扰对森林碳库周转、碳生态过程的作用机制，重新认识林火干扰引起的其他生态因子再分配过程的生态效应，可加深对全球生物地球化学循环过程中地上和地下输入输出关系的理解，对科学合理制定减缓全球变化的林火管理策略具有重要意义。在该领域，亟待深入开展的研究主要有以下方面：

1)深入开展林火干扰对森林生态系统碳库循环的影响机制研究。目前研究区主要集中在某些地区，如北方森林、温带森林和热带森林，我国尤其集中在东北林区(常禹等，2015)，而研究的森林类型主要集中在寒温带北方林和温带落叶阔叶林，对亚热带常绿阔叶林尤其对南亚热带常绿阔叶林研究较少。因此，需全面比较不同林火干扰类型对不同地区、不同森林生态系统的碳循环及其碳素再分配过程的影响，进一步阐明林火干扰如何通过改变植被结构进而影响土壤微生物群落结构，剖析区域和生态系统尺度的土壤碳动态、碳固定机制。由于森林类型的多样性、结构的复杂性以及森林对林火干扰响应过程的复杂性，存在森林碳库响应林火干扰的不同动态变化，且这一过程还受研究地区、研究方法、生态系统类型等因素的影响。目前各区域范围内有关林火干扰对森林生态系统碳库影响的结果大都基于北方林区和西南林区，但这还不能满足生态系统碳库及其动态变化的研究需求。林火干扰对亚热带地区森林生态系统碳库的影响，尚缺乏有力的直接证据，这将难以估计林火干扰对森林生态系统碳固持潜力、关键碳过程及其稳定性维持机制的影响，导致对森林生态系统碳库固定速率的估算存在较大不确定性。因此，迫切需要在亚热带地区深入开展林火干扰对森林碳库循环影响机制的研究，进而成为研究森林碳库循环机制的有益补充。

2)加强“植被-土壤-水-微生物-气候”的系统研究。目前许多研究只注意到林火干扰对表层土壤(0～20 cm)的影响，而对其他土层(20～40 cm)尤其深层(40～100 cm)的影响缺乏关注。加强研究林火干扰对土壤有机碳库及其深度分布模式的影响，了解和调控SOC深度分布模式对正确认识区域土壤碳汇潜力和全球气候变化至关重要，亦对提高区域土壤固碳估算精度和充分发挥森林碳汇功能有着重要意义。SOC碳库及深度分布规律影响植被生产力并受植被碳库和凋落物碳库的影响，加强“植被-土壤-水-微生物-气候”的系统研究，探究林火干扰后在不同时期生态系统各碳库之间的迁移、转化、存储的作用机制，以及在林火干扰后同一时期各环节对深层土壤碳库积累机制的综合作用，可实现不同林火干扰类型下SOC深度分布模式稳定性的定量研究。

3)完善不同时空尺度下林火干扰对森林生态系统碳库周转过程的定量化研究。在森林生态系统碳库研究中，尺度转换通常是难点。虽然小尺度和大尺度研究有相应的方法和理论，如通过遥感进行宏观大尺度估算(吴沁淳等，2016)、采用较可靠的森林生态系统小尺度参数实测，但研究结果在不同尺度之间的相互转化和比较仍缺乏有效手段。充分利用“3S”手段，与模型模拟相结合，在预测大尺度森林生态系统碳库储量时可用小尺度的研究成果(森林土壤碳固定速率、固碳潜力及土壤碳生态过程等)进行合理解释并实现尺度转换，为制定碳增加、碳截获和减缓气候变化决策提供依据。此外，亦能更有效地完善不同时空尺度的林火干扰对森林土壤SOC库周转过程影响的研究，从而揭示土壤有机碳库周转规律。

4)深入探讨林火干扰与森林生态系统碳元素的相互作用关系及影响机制。目前大多数研究是在林火干扰后短期(1～5年)内进行的，属林火干扰对森林碳密度的短期影响研究。由于森林生态系统的特殊性和复杂性以及林火干扰存在强度差异，需进一步研究更长时期内的森林碳分配特征、能量转换和物质循环的相互关系。全面比较气候变化背景下林火干扰对森林碳库时空动态变化的影响，加强林火干扰-生态系统碳库-全球气候变化之间的交互关系研究，深入探讨林火干扰与森林碳元素的相互作用关系及影响机制，以确保森林生态系统养分库、土壤肥力和养分循环的稳定性。由于生态系统的复杂性，在不同林火干扰强度下，需进一步定量研究土壤活性有机碳储量的变化。一般来说，碳输入的数量和质量与植被类型有关，植被类型主要受气候条件控制并与土壤环境相互作用，气候通常被认为是土壤碳库在全球和区域尺度上动态变化的主要强调因素。虽然大多数研究关注一个或几个典型因素的总体影响，但目前很少有研究直接根据观察数据对间接影响进行定量分类，未来研究可进行多途径探讨，为支撑土壤活性有机碳动态变化机制提供新的见解，实现不同林火干扰类型对土壤活性有机碳储量动态变化的定量化研究。