酸沉降对森林植物影响过程和机理

文章丰要包括如下几方而的内容：（1）概述了酸沉降作用下森林衰退的状况及其相关工作的开展情况；（2）总结了酸沉降对森林植物的影响过程和机理；（3）阐述了酸沉降对森林植物影响研究的模型和临界酸负荷值的确定；（4）探讨了存在的问题和未来值得研究的方向。指山未来的研究方向主要是：酸沉降对森林生态系统的影响机理和森林生态系统对酸沉降的反馈机制；酸沉降对非优势种、稀有种及低等植物的影响；酸沉降与其它环境因子对森林植物的共同影响；酸沉降的监控和预测，建立适合我斟实际情况的研究模型；将常规分析手段和分子生物学技术相结合，加强抗性植物和指示植物的筛选工作；加强受损森林植被的恢复和重建工作；开展酸沉降对森林植被的格局动态及森林演替动态变化研究。     

模拟酸雨对珍稀濒危植物红豆杉幼苗的影响研究

利用模拟酸雨实验对珍稀濒危植物曼地亚红豆杉和南方红豆杉生长及生理生化指标进行研究。结果表明,pH4.5的模拟酸雨促进了曼地亚红豆杉(Taxus media)和南方红豆杉(T.mairei)的株高生长(与对照相比分别促进了19%和72%),pH3.5的模拟酸雨对其有一定的影响,但不显著。pH4.5和pH3.5的酸雨处理下,曼地亚红豆杉基径比对照分别下降了46%和42%;南方红豆杉的相应值分别是34%和43%。总的来说,模拟酸雨促进了这两种红豆杉叶绿素的质量分数,类胡萝卜素的质量分数变化因种而异。酸雨处理提高了曼地亚红豆杉抗氧化系统酶活性,与对照相比约提高了5%～142%;南方红豆杉的相应值为-16%～35%。曼地亚红豆杉游离脯铵酸和丙二醛(MDA)的质量分数比对照提高了13%～73%;而南方红豆杉的相应质量分数基本等于或低于对照。与南方红豆杉相比,曼地亚红豆杉对酸雨更加敏感。     

离子交换树脂袋法研究森林土壤硝态氮及其对氮沉降增加的响应

用离子交换树脂袋法，研究了鼎湖山三种森林（马尾松林、马尾松针叶阔叶混交林和季风常绿阔叶林）土壤硝态氮对外加氮的响应特征。结果表明，土壤硝态氮显著地受森林类型、季节和氮处理的影响。整体而言，阔叶林土壤硝态氮极显著高于马尾松林和混交林，而马尾松林和混交林之间的差异则不显著。三种森林土壤硝态氮的季节变化均表现为春季和夏季极显著高于冬季和秋季，而冬季又显著高于秋季。外加氮处理提高土壤硝态氮水平，其中在马尾松林和阔叶林氮处理效应显著。所得结果与直接采集土壤或土壤水测定的硝态氮含量的结果一致，表明离子交换树脂袋法是评价土壤硝态氮水平行之有效的手段之一。     

稳定同位素模型解析大气氨来源的参数敏感性

氨(NH_3)是大气霾污染和过量氮沉降的关键前体物,准确厘清其来源是制定NH_3减排策略的科学基础.稳定同位素模型(SIAR)在NH_3溯源研究中展现出巨大潜力,其解析结果的可靠性与NH_3排放源的氮同位素指纹谱(δ~(15)N-NH_3)密切相关.本研究基于2013年1月北京霾污染期间的同位素观测资料,使用SIAR评估了3个重要源谱参数(源的数量、源的δ~(15)N-NH_3特征值及其标准差)对NH_3源解析的影响.结果表明,农业源的贡献率对源谱δ~(15)N-NH_3特征值的变化最敏感,其次为化石燃烧源,氨逃逸源的敏感性最低.农业源δ~(15)N-NH_3标准差的改变仅造成农业源贡献率变化约4%,但其特征值的改变却造成农业源贡献率20%的变化.相比之下,将农业源拆分为化肥挥发和畜牧养殖源后,解析结果并未显著增加农业源的总贡献,即"非农业源"仍然是2013年初北京霾污染期间NH_3的重要来源.考虑到农业源的贡献率对SIAR模型参数改变的响应最为敏感,且不同类型的农业源δ~(15)N-NH_3差异较大,未来需要针对农业源δ~(15)N-NH_3的时空变化规律及影响因素开展深入研究,以此来降低同位素源解析模型的不确定性.     

2019年国庆节前后北京气态氨和气溶胶铵盐浓度的同步观测

我国自2013年实施《大气污染防治行动计划》以来,大气细颗粒物（PM_2.5）特别是硫酸盐浓度迅速下降,但硝酸盐浓度降幅较小,大气中过量的氨气（NH₃）是维持硝酸盐居高不下的主要因素.迄今,我国生态环境部门尚未将NH₃纳入常规观测,以往有关NH₃和气溶胶铵盐（NH₄⁺）的研究多是分别进行的,缺少同步观测.由于NH₃和NH₄⁺在大气中可互相转化,只测量其中一种相态很难全面了解它们的动态变化.本研究基于酸涂覆的蜂窝型扩散管和膜采样串联系统,同步测量了2019年国庆节前后北京城区大气NH₃和NH₄⁺浓度,时间分辨率为2 h（PM_2.5>35 μg·m^-3）~5 h（PM_2.5<35 μg·m^-3）.结果表明,采样期间NH₃和NH₄⁺平均浓度分别为（4.1±2.9）μg·m^-3和（1.7±1.4）μg·m^-3,且二者均与PM_2.5、CO和NO₂呈现相似的时间变化规律.NH₃浓度在早晨（05：30~08：30）和夜间（21：30~05：30）较高,这种双峰日变化特征在污染天（PM_2.5>75 μg·m^-3）最为明显.NH₃浓度在污染天17：30~21：30存在明显的低谷,这主要与有利的扩散条件有关（平均风速6 m·s^-1）.NH₄⁺浓度的日变化特征与NH₃差异较大,NH₄⁺浓度在非污染天（PM_2.5<75 μg·m^-3）17：30~21：30出现明显峰值,期间NH₃浓度较低,而NO₂浓度较高.在非污染天,NH₃浓度是NH₄⁺的2.8倍;而在污染天,由于气粒转化加速,大气NH₃浓度低于NH₄⁺（NH₃/NH₄⁺=0.8）.国庆节前大气NH₃、CO、NO₂、SO₂和PM_2.5浓度超过国庆后的幅度分别为54.2%、40.4%、33.3%、0.0%和49.4%.国庆节前虽然实施了减排行动,但极端不利的静稳天气导致大气环境容量下降,掩盖了污染物减排的效果,导致大部分污染物浓度不降反升.