衡山酸性云水对森林冠层的作用

利用现场同步采样的方式采集并分析了衡山山顶针叶、阔叶林冠层云水和纯云水样品。比较表明这三类样品的化学组成有很大差别。与云水比较,针叶林冠层云水酸度增加,说明针叶林冠层可放出酸性物质,增加云水的酸度;而阔叶林冠层云水则相反,对云水中的酸有中和作用。在酸性云水作用下,森林冠层被淋失一定的营养物质,这将对植物的生长发育构成危害。同时,研究还表明植物等天然源排放出的有机酸可对云水体系构成一定影响。      

峨嵋山冷杉衰亡与酸性降水关系的初步研究

本文报道了峨嵋山高海拔地区冷杉衰亡与酸性降水关系的调查和研究,内容包括酸性降水和气态污染物状况的观察,冷杉枝叶生长状况和针叶解剖,树干解剖和根系观察,冷杉冠层对酸性降水的反应及酸性降水在生态系统中的变化,土壤和冷杉的元素分析等方面,并就酸性降水对冷杉衰亡的影响进行了初步评价结果指出,峨嵋山高海拔地区的酸性降水污染严重,雨水的平均pH值为1.37,酸雨频率达85.1:雾水的pH值为1.62,酸雾频率达100 有可能对冷杉产生直接和间接影响。      

广东鹤山酸雨地区针叶林与阔叶林降水化学特征

研究并比较了广东酸雨地区鹤山丘陵综合实验站区内不同类型森林降水的化学特征.结果表明,和大气降水相比,针阔叶林林内降水除NO3外其它离子含量都明显增加,马尾松针叶林冠层穿透雨和树干径流中离子含量增加倍数最高分别为34倍和12倍,阔叶林穿透雨和树干径流中离子含量增加倍数最高分别为8倍和10倍,针叶林降水比阔叶林降水离子富集程度较为显著．林内降水中马尾松针叶林树干径流离子总含量小于穿透雨离子总含量,阔叶林穿透雨离子总含量小于树干径流离子总含量.不同阔叶林型林内降水中离子含量是不同的.针叶林林内降水有进一步酸化趋势.林内降水离子富集导致森林冠层正负电荷数不平衡,营养离子大量淋失,使林冠层养分亏损．     

不同植被下森林地表系统水相硫的分布与迁移

为了阐明酸雨对森林生态系统水相硫动态分布的影响,在1997~1999年以庐山植物园的针叶林和阔叶林为研究对象,对降雨、透冠水、干流水、渗漏水、径流水及硫通量进行了监测分析。结果表明,降水中SO2-4含量最高值出现在冬季,最低值在夏季;针叶林和阔叶林的透冠水、干流水和渗漏水中的SO2-4含量均高于降水,且透冠水和干流水均表现为春夏季较低、秋冬季较高,径流水变化与之相反;渗漏水针叶林冬季最高,阔叶林春季最高,其他三个季节差异不大;森林生态系统水相硫年际变化呈递增趋势,即1997年1998年1999年,1999年SO2-4浓度与1998和1997年之间差异达显著或极显著水平,而1997年和1998年差异不显著;针叶林的透冠水、干流水、渗漏水中的SO2-4含量均比阔叶林高,而径流水则比阔叶林低,其pH值变化与之相反。针叶林和阔叶林都能够较好的吸收大气沉降中的S,其固定量均高于降水中S的通量,故庐山森林生态系统目前仍是大气S沉降的汇,对酸沉降仍有缓冲作用,但针叶林由于高输入低输出,因此对S的固定能力更强。     

酸雨作用下中亚带森林冠层淋溶规律研究

2001年1月～2002年6月对韶山亚热带常绿阔叶林4个采样区进行了酸雨的监测,以监测数据为依据,分析研究了林内穿透水中主要离子的淋溶规律。结果表明:大气降水经过森林冠层后pH值明显升高,韶山亚热带常绿阔叶林对SO42-、NO3-、Mg2+、NH4+离子具有吸收作用,特别是NH4+和NO3-离子。SO42-、Ca2+和Mg2+离子的冠层淋溶百分率随降雨量的增加有明显减少的趋势。Ca2+、K+和Cl-随着pH的增加,其冠层淋溶百分率呈增加趋势。韶山地区在常年酸沉降作用下,森林冠层对酸性离子SO42-、NO3-的吸收作用最强。根据18个月离子浓度平均值来计算,韶山地区森林冠层离子的淋溶序列为:K+>Ca2+>Cl->Mg2+>SO42->NO3->NH4+>Na+。     

基于碳氮化学计量探究植被格局变化对土壤汞累积的影响

以位于青藏高原东缘的贡嘎山海螺沟冰川退缩区为研究对象,基于有机土壤中汞、碳、氮的含量变化及化学计量关系,探讨了植被格局变化对土壤汞积累分布的影响.结果表明,有机土壤形成前期(10年尺度内),不同林分均因凋落物快速降解导致碳、氮含量显著降低与汞的络合位点增加,致使土壤中汞呈现强烈的富集效应;有机质后续的慢速降解矿化过程(10年至百年尺度)中,植被类型的影响作用明显,不同林分下有机土壤中汞的积累模式存在显著差异.针叶林有机层土壤汞浓度(277.54±117.19) ng/g大于演替前期阔叶林(204.23±14.38) ng/g的值.在有机质慢速矿化阶段中,阔叶林土壤汞随深度递减,而针叶林土壤汞基本保持恒定,这与针叶凋落物中氮含量(2.11%±0.20%)较阔叶(2.64%±0.10%)低,使得其针叶凋落物降解矿化速率变慢有关.此外,阔叶林分有机土壤中Hg/C随C/N增加而显著降低,但由于针叶林不同的凋落物输入特征和汞积累模式,其Hg/C与C/N不再呈现显著负相关.     

重庆地区土壤和水中活性铝的分布

近年来西欧、北美等国家对环境酸化引起土壤中活性铝的淋溶进行了观测,认为对针叶林及鱼类造成的危害比较明显。1985年5月,我们对重庆地区以针叶林为主的酸性土壤11个点17个剖面31层以及8条溪流中活性铝的形态分布进行了初步调查,通过采样分析,提供了酸雨在该地区可能存在的潜在危害的有关资料。 一、采样范围及布点原则 土壤及溪流水样品采自市区及近郊(图1),共采集样品39个(包括8个水样)。采样点主要分布在重庆市区及近郊的针叶林酸性     

酸性土壤中的碳氮耦合作用与N2O流失研究

以贵阳不同植被类型酸性土壤(果园、草地、茶园、阔叶林、针叶林)0～30 cm表层土壤为研究对象,比较了5种植被类型土壤养分含量、微生物量碳、微生物量氮、微生物量C/N、土壤呼吸作用、反硝化作用差异。结果表明:(1)研究区域土壤有机碳含量在7.11～37.00 g/kg之间,全氮含量在0.95～3.64 g/kg之间,低于贵州石灰土上的次生林;土壤有机碳/全氮均值介于5.98∶1～16.93∶1之间,表现为针叶林茶园草地阔叶林果园;(2)土壤NH_4~+-N含量在0.79～49.49 mg/kg之间,阔叶林最高,针叶林和茶园最低;NO_3~--N含量均值在0.04～1.18 mg/kg之间,针叶林最高,茶园和阔叶林最低,可能与针叶林、茶树等植物优先利用NH_4~+-N作为养分来源有关;(3)SMBC、SMBN分别介于818.01～3 192.86 mg/kg和141.36～531.42 mg/kg之间,SMBC/SMBN与pH值、铵态氮含量分别呈显著、极显著负相关,表现为针叶林草地茶园果园阔叶林;(4)土壤反硝化速率介于122.21～1 229.09 mg/(kg·h)之间,高于贵州石灰土上的次生林,果园和针叶林N_2O流失率较高,反硝化作用产生的CO_2不断被消耗。总的来说,区域土壤趋于有机碳积累,酸性环境、低NH_4~+-N含量下微生物倾向于生物体碳的积累;土壤氮矿化速率较快,N_2O流失率较高,初始NO_3~--N水平是决定酸性土壤N_2O释放率的主要因素。     

酸沉降对重庆南岸马尾松针叶林年生物生产量的影响及其经济损失的估算

利用生态学方法研究了酸沉降对重庆南岸马尾松针叶林和樟树阔叶林年生物生产量及年材积生长量的影响．在野外调查观测的基础上，用多元逐步回归法分析了诸多环境因子对两种森林生态系统年生物生产量的影响，并估算了酸沉降引起的重庆南岸（酸雨严重危害地区）马尾松针叶林的年材积损失量和生态经济损失值．结果表明，在诸多环境因子中，土壤有机质含量、降水ｐＨ值、土层厚度及坡度是影响马尾松针叶林生长的主导因子，其与生物量的相关系数分别为０．９９４０、０．９７６２、０．９７３８、０．９４３６．由此引起的重庆南岸马尾松针叶林的直接经济损失达３０３．３２万元／ａ；酸沉降对樟树阔叶林无显著影响，建议在该地区发展樟树阔叶林．     

庐山春季降水化学的研究

对庐山春季降水的化学组成进行了研究。庐山大气中SO₂、NO_X、NH₃、HNO₃浓度较低;降水酸化严重,所采样品的pH值全部小于5.6,最小pH值为3.71,平均pH值为4.26,降水中主要酸性物质是硫酸,而硝酸则占次要地位;云雾水组成高于降水,且酸度强于降水;对不同相态降水的比较表明,固相降水组成比雨水高2～6倍,但Ph值比雨水高0.6倍。根据研究结果推测,降水酸化是局地大气污染物的清除与酸性物质长距离输送共同作用的结果。     

有关酸性矿井水的几个问题探讨

本文通过对我国酸性矿井水状况的大量调研和水质实测,对酸性矿井水的组成特性进行了探讨,分析了 pH 值与酸度、pH 与总铁,pH 与 Fe~(2+)、Fe~(3+)的关系,得出了酸性矿井水中的酸度主要是金属盐水解而形成的,强酸酸度非常小等结论。此外,本文还对酸性矿井水监测分析中的几个值得注意的问题进行了分析和探讨。     

贵州典型森林群落植被冠层的酸雨淋溶特征及缓冲作用

在贵州龙里地区开展酸雨模拟实验,并进行天然降雨连续监测,采集马尾松、灌丛冠层穿透雨,结果表明:①研究区降雨中主要阳离子浓度依次为NH4+Ca2+K+Na+Mg2+,降雨pH值大于6.0时,降雨中NH4+含量降低,Ca2+占优势;降雨中主要阴离子浓度依次为SO42-NO3-Cl-;冠层穿透雨与降雨相比,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-和有机酸富集,特别是K+、Ca2+、SO42-和有机酸富集倍数最大.②森林冠层对酸雨的缓冲作用体现在酸雨中H+与树叶组织中的盐基阳离子发生交换反应,淋出K+、Mg2+、Ca2+等阳离子,减少了酸雨中H+含量.Na+相对惰性,在降雨和穿透雨中的含量变化不大;K+、Mg2+、Ca2+的淋出是冠层缓冲降雨酸度的主要原因,其中K+和Ca2+作用最突出,其次是Mg2+.③贵州典型森林群落植被冠层的缓冲作用随降雨pH值而变化.对pH值接近3.0的强酸性降雨,经过冠层形成的穿透雨pH值大于降雨,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为马尾松林针阔混交林灌丛;对4.0pH6.0的降雨,马尾松林冠层使降雨更加酸化,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为针阔混交林灌丛马尾松林;对pH值大于6.0的非酸性降雨,经过冠层后被酸化,穿透雨pH值小于降雨;穿透雨pH值基本在4.0～6.0范围内.     

中亚热带典型林分不同层次氮硫湿沉降动态变化

基于野外定点监测的方法,于2012年9月~2013年8月对四面山常绿阔叶林大气降水、穿透水、枯透水、土壤渗滤液进行了持续1 a的氮、硫湿沉降动态变化的研究.结果表明:四面山大气降水全年p H平均值为4.89,最大值为5.14,大气降水明显偏酸性;土壤层和林冠层能使降雨的p H值有所升高,其中土壤层对p H值的调升幅度最大,其次为森林冠层;森林冠层对NO-3、NO-2、SO2-4有一定的吸附净化作用,平均截留率分别为56.68%、45.84%、35.51%;研究结果也表明:枯枝落叶的降解是导致各离子质量浓度在枯透水中增加的原因;森林土壤能够吸附中和NO-3、SO2-4、NH+4,释放出NO-2.中亚热带常绿阔叶林生态系统对大气降水中NO-3、NO-2、NH+4、SO2-4的总截留率分别为92.86%、57.86%、87.24%、87.25%,对酸性降雨有一定的缓冲作用.     

近30年秦岭山地商洛段林地类型时空变化及其驱动力

在遥感和地理信息系统(GIS)技术的支持下,以商洛地区1978年多波段扫描仪(MSS)和1990、2000、2006年专题制图仪(TM)四期遥感影像为基础,利用ERDAS软件的监督分类与GIS的空间分析功能,提取了商洛地区各类型林地的动态变化信息,研究分析了近30年来商洛地区各种类型林地的时空变化特征.结果表明:林地的总面积由12584.55km2增加到14479.44km2;针叶林、灌丛面积增加,而针阔混交林、阔叶林的面积减少,低海拔地区较高海拔地区变化剧烈.林地破碎化程度严重,且内部结构发生了根本性的变化,大多数阔叶林被灌丛取代.区域社会经济财力、农民收入及适耕地的多少是林地类型变化的主要驱动力.     

中亚热带常绿阔叶林湿沉降过程中盐基离子变化特征

基于野外实验和室内实验相结合的方法,于2012年9月至2013年8月对四面山常绿阔叶林大气降水、穿透水、地表枯透水、土壤渗滤液进行了持续一年的森林不同层次盐基离子季节动态变化特征的研究.结果表明,四面山大气降水全年pH平均值为4.90,最大值为5.14,大气降水明显偏酸性;土壤层和林冠层能使降雨的p H值有所升高,其中土壤层对p H值的调升幅度最大,其次为森林冠层;森林冠层只对Na~+有一定的截留作用,降雨能够淋溶森林冠层的Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+;研究结果也表明,枯枝落叶的降解是导致各盐基离子质量浓度在枯透水中增加的主要原因;枯透水下渗的过程淋溶了森林土壤中的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+.四面山大气降水经过森林生态系统后Ca~(~(2+))、Mg~(2+)、Na~+、K~+的总截留率分别为33.82%、-7.06%、74.36%、42.87%,森林生态系统对Ca~(2+)、Na~+、K~+表现出了截留作用,其中对Na~+截留率最大.     

土壤对不同酸度酸沉除的缓冲作用研究

通过模拟酸性水淋溶土壤，研究了土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用。结果指出，以不同酸度酸性水淋洗时，黄棕壤对酸沉降表现出不同过程；而红壤对酸沉降的缓冲作用却均以次级缓冲过程为主。经酸性水淋溶后，土壤的酸化由上至下逐渐减弱。     

土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用研究

通过模拟酸性水淋溶土壤，研究了土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用。结果指出，以不同酸度酸性水淋洗时，黄棕壤对酸沉降表现出了不同的缓冲过程；而红壤对酸沉降的缓冲作用却均以次级缓冲过程为主。经酸性水淋溶后，土壤的酸化由上至下逐渐减弱。     

黄河流域秦岭主要林分凋落物的水文生态功能

用水量平衡场和收获法研究了秦岭松栎林带主要林型凋落物在生态系统水分循环和营养循环中的功能。26龄锐齿栎林、24龄油松林和24龄华山松林凋落物现存量平均值为17.475t/hm₂,排序为华山松林>油松林>锐齿栎林。3种林分年凋落物平均值为4.179t/hm₂,前者是后二者的1.4倍,但凋落物现存量不及后二者一半。生长季节,3种林分凋落物层蓄留量平均值为44.81mm,占同期大气降水量的4.47%,阔叶林较针叶林高。地面蒸发量及其蒸发率为:无林裸地>阔叶林地>针叶林地,无凋落物覆盖>凋落物覆盖;针叶林地表蒸发季节变化相对稳定,阔叶树的变化较大。3种林分凋落物N、P、K、Ca和Mg含量平均值分别为1.08%、0.07%、0.37%、1.37%和0.21%,锐齿栎林较大,油松林和华山松林则差异不大。凋落物主要营养元素积累量平均值为502.5kg/hm₂,排序为:油松林>华山松林>锐齿栎林。锐齿栎林、油松林和华山松林5种营养元素年吸收量、归还量分别为334.4kg/hm₂和147.2kg/hm₂,195.5kg/hm₂和66.9kg/hm₂及138.8kg/hm₂和80.4kg/hm₂,不同林分营养元素的年吸收量和归还量也存在一定差异。锐齿栎林不仅对林地营养元素要求较高,而且循环较快。     

我国西南地区喀斯特森林树木年轮对气候变化的响应

利用贵州省2个典型喀斯特地区与1个非喀斯特地区的6个优势树种(化香树Platycarya strobilacea为重复树种)的树轮宽度资料,建立了6个树轮宽度年表,研究了不同地区不同树种的树木年轮对近50年来气候变化的响应异同,探讨了影响6个优势树种生长的气候限制因素。结果表明,季风期前的水热条件是喀斯特地区针叶树和阔叶树径向生长的最主要的气候限制因素。季风期前降水减少、月均温升高,导致土壤水分蒸发加快,加强了水分胁迫,不利于喀斯特地区针叶树和阔叶树的生长。帕尔默干旱指数虽表明喀斯特地区未达到干旱胁迫程度,但实际上水分渗漏加剧了喀斯特地区针叶树和阔叶树生长的水分胁迫。非喀斯特地区采样点的高海拔导致的低温,减少了春冬季节土壤水分蒸发。并且非喀斯特地区土壤和地形有利于水分涵养,同时,较高海拔的地形改变了季风期前的降水格局,消除了季风到来前树木生长的降水限制,因此,降水并不是喀斯特地区树木生长的限制因子;但其针叶树的径向生长受到上一年12月的温度控制,产生正响应信号,阔叶树径向生长仅受到生长季温度、降水增加带来的较小促进。     

树冠及叶凋落物对模拟酸雨缓冲能力的初探

用模拟试验的方法,对树冠、叶凋落物和鲜树叶缓冲酸雨的能力进行研究。结果表明,阔叶树比针叶树缓冲能力大;树叶汁液pH高的比低的缓冲能力大;阔叶树面积的大小,与缓冲能力成正比;针叶则相反。在pH2.0、3.0的处理中,它们的缓冲能力排序为:叶凋落物>鲜树叶>树冠。在pH4.5时,则是叶凋落物>树冠>鲜树叶。