广州市城市森林土壤重金属污染状况及其评价

城市森林土壤能储淤城市环境中的重金属污染元素,影响土壤环境质量.文章对广州市的城市森林区域中土壤重金属的污染状况进行研究,应用单项污染元素指数和综合污染指数对广州市城市森林土壤进行环境质量评价,结果表明:广州市机场高速林带林区土壤中As、Pb、Cd三重金属污染元素超标,广深铁路林带林区土壤中Cd重金属元素超标, 其他各林区严格控制环境重金属污染物未超标;帽峰山森林公园土壤重金属综合污染指数最低,表明森林群落对重金属污染元素的消减作用明显.土壤酶活性可以表征森林土壤中重金属污染状况,森林土壤中As、Cu、Zn含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关性;对可能影响城市森林土壤重金属含量因素的10个因子进行主成分分析,建立了城市森林土壤环境质量评价综合模型.     

广州帽峰山林区空气负离子动态及与环境因子的关系

采用定位连续观测方法,研究了广州帽峰山森林公园负离子含量近5年的年、季、月变化及不同天气的变化规律,并以此对帽峰山森林公园的空气质量进行了计量评价.分析了空气负离子含量与环境因子的相关关系.结果表明:林区不同观测区的负离子含量差异较大,山下瀑布空间负离子含量最高.平均水平达达2l 729 ions.cm-3;林内负离子含量年间及月间变化不大,沟谷小溪和山中部瀑布空间由于人为干扰,负离子含量年动态呈现降低趋势,山下瀑布空间年负离子含量维持在20000 iotis·cm-3左右;负离子含量的季节差异显著,春夏季大于冬秋季,夏季最高、冬季最低.空气质量评价系数CI的最低在2月份、最高在8月份.不同天气条件下负离子含量大小顺序为下雨>晴天>阴天.负离子含量与空气温度呈正相关,与空气湿度呈正相关.与空气气压呈负相关.     

广州市帽峰山常绿阔叶林生态系统的暴雨水文特征

采用集水区定位观测方法,对广州市帽峰山常绿阔叶林生态系统的暴雨产流特征及水文效应进行了观测研究,结果表明,常绿阔叶林冠层对暴雨的截留率为10.6%、对大暴雨的截留率为9.7%;暴雨产流率27.1%、大暴雨36.0%;暴雨发生月的24 d内降雨545.0 mm、常绿阔叶林系统产流率达到48.2%,森林生态系统的拦蓄、调节效益显著;常绿阔叶林生态系统分别调节3次暴雨的7.1%、6.3%、12.4%,二次大暴雨量的12.5%、8.3%形成为总经输出的基流量,系统的调节效应显著尤其是大暴雨;系统的水文响应逐渐接近蓄满产流特征,以此可进一步计算该森林生态系统的涵养水源容量。常绿阔叶林生态系统对3次暴雨携N、P、Pb、Cd、Ze具有较强的贮滤机能,其储虑量分别占输入量25.8%、53.1%、60.3%、54.7%、95.1%,体现出常绿阔叶林林生态系统对暴雨水化学具有显著的环境生态效应。     

广州南沙海岸防护林群落的生态效应初步研究

采用群落生态学和植物化学监测的研究方法,对广州市南沙海岸滩头近6 a生防护林群落的生物量、高温胁迫光合特征、NPP及吸储C、N、S、Pb、Cd、Cu、Hg的生态效应进行了定位观测研究,结果表明：海岸6种防护林群落的生物量的平均达到10.7 t.hm-2、NPP达到2.5 t·hm-2·a-1、生长要素表现为速生性生长特征。各种海防林群落的年均吸储空间CO2、NO2、SO2质量分别为4.2 t.hm-2、27.1 kg·hm-2和3.4 kg·hm-2,吸储Pb、Cd、Cu分别为13.2、4.4、0.1 g·hm-2,其生态环境功能已经初步凸显,可有效地减少这些元素在地表和土壤积累、迁移或随地表径流输出至生活环境的危害,对于海岸环境区域是非常有益的。雨季高温（气温t≥35.5℃）胁迫下,海岸路网林群落的优势种群净光合速率日均达到9.8μmol·m-2·s-1且乡土树种高于引进树种,高山榕（Ficus altissima）的日最高净光合速率达到14.3μmol·m-2·s-1,较羊蹄甲（Bauhinia blakeana）高0.4μmol·m-2·s-1、较塞楝（Kaya senegaiensis）高2.2μmol·m-2·s-1,优势树种适宜海岸滩头立地、高温胁迫的光合生理特点,是其速生长的原因之一。     

珠江三角洲四种森林类型土壤CO_2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100＆Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉（Eucalyptus urophylla）人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明：4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林（3.35μmol.m-2.s-1）〉针阔叶混交林（2.66μmol.m-2.s-1）〉乡土树种恢复林（2.09μmol.m-2.s-1）〉常绿阔叶林（1.86μmol.m-2.s-1）;旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大（3.49）,尾叶桉人工林Q10最小（1.95）。     

长白山春季不同植被类型中土壤线虫的群落结构

2001年和2002年春季,对长白山白北坡不同海拔的阔叶红松林、红松云冷杉混交林、暗针叶林、岳桦林和高山苔原中土壤线虫进行了研究.结果表明,5个样地中共鉴定到线虫7684条,分别隶属于2纲8目27科60属.其中绕线属Plectus,滑刃属Aphelenchoides,垫刃属Tylenchus,小杆属Rhabditis,盘旋属Rotylenchus和鹿角唇属Cervidellus为优势属,优势属线虫主要分布在枯枝落叶层中.土壤线虫数量与土壤含水量显著相关(r=0.357;P<0.01),在不同深度和植被群落中丰富度最大的是食细菌类群线虫.土壤线虫总数和营养类群在不同土壤深度中差异显著(P<0.05);食真菌类群数量与食细菌类群数量之和与植食类群数量之比(WI)和线虫成熟指数(MI)在不同深度也存在明显差异(P<0.01).     

“非正常”凋落物对冰雪灾后南岭森林土壤有机碳的影响

2008年初,一场百年罕见的冰雪灾害袭击了我国南方地区,对南方19个省（区）的林区,相当中国森林面积的13%（1.86×107 hm2）的森林植被遭受整体性、毁灭性破坏,导致的大量“非正常”凋落物必将对森林土壤碳循环产生深远影响。本研究以广东乐昌杨东山十二度水省级自然保护区不同海拔梯度上受灾的常绿阔叶混交林3种森林群落为研究对象,采用去除冰雪灾害导致的“非正常”凋落物与受损林地进行对照试验,对冰雪灾害所导致“非正常”凋落物对土壤碳的影响进行了研究。研究结果表明：灾后3种森林群落中不同深度土壤的有机碳质量分数和储量持续增加,同一深度土壤有机碳质量分数和碳储量在不同年份之间差异显著。直至2011年“非正常”凋落物分解完毕时,10~50 cm的土壤有机碳质量分数与上一年相比有减少趋势;0~10 cm的土壤有机碳质量分数稍比2010年高,但变化差异不显著(p=0.36),说明在“非正常”凋落物分解结束后土壤有机碳质量分数有减小的趋势,致使土壤碳储量下降。去除“非正常”凋落物样地与对照样地相比,各土壤深度的土壤有机碳质量分数明显下降,年平均下降百分比例变化范围为12.14%~55.34%,0~10 cm和10~30 cm土壤的有机碳质量分数下降变化波动幅度要比30~50 cm大;不同深度土壤有机碳质量分数与凋落物有机碳失质量间具有显著的线性相关性。可见,冰雪灾害导致的“非正常”凋落物对土壤有机碳质量分数和储量都有十分显著的影响,“非正常”凋落物的分解输入能显著提高土壤有机碳质量分数和储量。     

帽峰山森林土壤碳氮随雨季月及土壤深度的时空变化特征

采用森林生态系统定位观测及对比试验方法,对广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林（16年）土壤（0~90 cm）有机碳、无机碳、总氮及有机氮的雨季月（5—10月）含量动态、垂直梯度变化特征及土壤湿度影响进行了对比观测研究。结果表明：常绿阔叶林及杉木林土壤有机碳、无机碳雨季月的剖面权均含量变化趋势均为倒S型,常绿阔叶林土壤有机碳剖面权均质量分数较相应杉木林大0.14%、土壤无机碳则小0.12%。常绿阔叶林土壤表层0~10、10~30 cm有机碳雨季月含量变差较杉木林分别高出1.83%、0.61%,土壤30~90 cm雨季月含量变差相对较小;常绿阔叶林土壤70~90 cm无机碳含量在5—8月份较高、杉木林则以土壤30~50 cm在5、6及10月含量较高;常绿阔叶林群落土壤0~20 cm的总氮雨季月含量均大于相应杉木林,植被吸收作用影响使土壤20 cm以下层的雨季各月总氮相对较低;常绿阔叶林土壤剖面雨季月无机氮含量随土层深度递减变化显著,即表层0~30 cm受矿化作用影响较大、深层30~90 cm则受植被吸收作用影响较大;而杉木林土壤剖面层无机氮含量则随雨季的月变化显著,5—7月份含量相对较小、8—10月份含量相对较大。常绿阔叶林土壤有机碳、总氮含量随土壤深度的增加均呈幂函数规律的递减,而杉木人工林土壤有机碳随土壤深度的增加呈对数函数规律的递减、土壤总氮含量则随土壤深度的增加呈二次函数规律的递减。在0~10 cm处,土壤有机碳和有机氮含量与土壤湿度呈负相关。     

海岸景观防护林群落对堤岸土壤化学的生态效应

采用定位对比试验方法,连续2年按季节对比监测广州市南沙区沿海防护林（海岸防护林、河涌水网防护林、路网防护林）土壤与岸堤撂荒地土壤、土壤水分与林缘江水中K＋、Na＋、Mg、Cl-、SO42-、HCO3-、Pb、Cd的含量,研究海岸景观防护林群落对岸堤土壤盐分、重金属元素的生态修复作用。结果表明：①与林缘江水相比,防护林土壤水分中K＋、Na＋、Cl-、SO42-平均含量分别减小约66.2%、28.8%、34.9%、17.5%,有效地改善了土壤水体钠盐、钾盐的含量。②防护林群落土壤水、林缘江水中Pb与Cd的年均含量依次为：江水〉海岸防护林〉河涌水网防护林〉路网防护林;相对于林缘江水,防护林土壤水分中Pb、Cd平均含量分别减小约38.0%、68.2%。③相对于堤岸撂荒地土壤,防护林群落土壤中K＋、Na＋、Cl-、SO42-、HCO3-平均含量分别减小约66.5%、63.8%、63.9%、76.8%和11.2%;3种防护林群落间K＋、Na＋、Cl-、SO42-、HCO3-的含量差异显著,即路网防护林〉河涌水网防护林〉海岸防护林,且相对撂荒地土壤Cd的平均含量减小率分别达到72.8%、57.6%、77.5%,表现出显著的土壤化学生态修复效应。④3种防护林土壤的盐分离子含量在季节上、土壤层上未表现出显著差异;土壤Pb、Cd含量在土层间的差异也不显著,、但在年内季节上的差异极显著。总体来看,海岸景观防护林能够有效缓解珠江口土壤盐分和重金属的侵蚀,在沿海地区发挥着重要的生态修复作用。     

广州市南沙区海岸防护林群落构建技术研究

森林是稳固和改善生态环境的重要载体,因其能提供巨大的生态服务功能而备受各国政府和学界的关注。珠江三角洲地区城市化进程的步伐逐渐加快,带来一系列环境问题。以广州市南沙区海岸景观防护林（也即河涌水网林、公路隔离林、海岸防风林）建设为例,主要研究了防护林的关键构建模式、林分群落结构等方面内容。结果显示,采用多层次的乔灌草配置,遵循适地适树的原则,以本土树种为主,搭配部分优良的引进树种,采取适合的营林措施,可构建出具有一定防护功能的人工林群落。广州南沙防护林建设是珠三角地区城市森林建设的一个缩影和代表,为我国南方城市森林建设理论的创建提供了一定的参考经验。破解城市化危机,创建宜居城市环境,实现城市可持续发展,应综合考虑城市的人口集中程度,经济发展规模,环境污染模式,针对具体的水分、气候和土壤等要素,运用多学科理论和技术,制定合适的森林构建模式,并需要政府、社会组织、以及公众的协同努力。