植物对酸沉降的净化缓冲作用研究综述

从植物对ＳＯ２的吸收作用、森林冠层对湿沉降的缓冲作用以及森林枯枝落叶层对酸沉降的吸收缓冲作用３个方面介绍了国内外在植物对酸沉降的净化缓冲作用方面的研究成果。     

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。     

酸沉降对森林生态系统碳循环关键过程的影响研究进展

随着经济飞速发展与能源消耗快速攀升,中国已成为全球酸沉降最严重的地区之一.酸沉降能够引起地表植被破坏、土壤酸化等一系列的环境问题,在全球范围受到普遍关注.作为全球最重要的生态系统之一,森林生态系统受到酸沉降的深刻影响.本文通过分析国内外已发表的相关文章,综述酸沉降对森林生态系统碳循环关键过程的影响及可能的机理.(1)对植物光合作用的影响:酸沉降通过改变叶绿素含量、气孔导度及酶活性等影响叶片光合作用,而且叶片光合功能受损程度与酸沉降强度和类型有关;(2)对林木生长的影响:酸沉降通过改变叶片结构和诱导土壤酸化影响林木生长,通常酸沉降会抑制林木生长,但会因酸沉降强度和类型有所差异;(3)对凋落物分解的影响:酸沉降通过改变土壤酶活性、微生物群落结构等对不同森林类型凋落物分解产生影响,其影响程度和方向与土壤的酸缓冲能力和酸沉降类型有关;(4)对土壤呼吸(Rs)的影响:酸沉降对Rs的影响受到根系生物量、微生物、酶活性及温度等多种因素共同作用,Rs的不同组分对酸沉降的响应机制不同;(5)对土壤有机碳(SOC)的影响:通常情况下,酸沉降抑制水溶性有机碳(DOC)的溶解,降低微生物活性及生物量从而有利于SOC的积累与稳定.通过探讨森林生态系统碳动态对酸沉降响应的不确定性因素,建议今后加强以下几方面研究:(1)干湿酸沉降比较;(2)酸沉降对树干呼吸、地下碳分配等其他关键生态过程的影响;(3)酸沉降与其他全球变化因子的耦合;(4)酸沉降对森林生态系统碳循环的长期影响.(图1表2参87)     

陆地生态系统酸沉降缓冲能力影响因素

陆地生态系统对酸沉降的缓冲作用主要由土壤和植被完成。影响两者缓冲能力的因素不仅仅局限于土壤的有关性质,故应全面考察影响缓冲能力的各种因素,其中包括土壤、植被和气候因素。     

大气颗粒物缓冲能力参数化

本文探讨了大气颗粒物对酸的缓冲能力的参数化方法,提出了具有明确参数意义的缓冲方程,并用滴定实验进行了检验.结果表明,指数加线性形式的参数化方程对于描述大气颗粒物的缓冲能力及其时变关系是可以接受的.本文还初步讨论了大气颗粒物参数化方法的应用,表明这种参数化方法在数值模拟酸沉降下洗脱过程中大气颗粒物的缓冲作用可能比较合适.     

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探

在野外分别构建生态沟渠(采用分布有10 cm×10 cm长方形孔的混凝土板材,沟底、沟壁种植植物)、对照沟渠1(采用硬质化混凝土板材,未人为布设植物)和对照沟渠2(土质沟渠,未人为布设植物),研究了3种沟渠对颗粒物的拦截效果及其机理。结果表明,生态沟渠对农田排水中氮磷的高效去除机理主要表现在沟渠植物的吸收、过滤箱中的基质吸附和植物吸收、沟渠拦截坝所产生的减缓流速和沉降泥沙等方面。其中,沟渠植物吸收氮磷分别占夏季试验进水氮磷总量的68.30%和78.45%,泥沙沉降占1.05%和5.05%;生态沟渠放置过滤箱后的氮磷去除效果显著好于未放置时,过滤箱中的植物吸收氮磷占放置过滤箱试验进水氮磷量的0.37%和1.55%,过滤箱中的基质吸附占10.82%和37.94%;生态沟渠设置拦截坝时的水力停留时间较未设拦截坝时延长2.0倍。     

江苏省森林受酸沉降影响造成的经济损失研究

江苏省的森林受到了酸沉降不同程度的影响，使森林生产力下降，造成木材直接损失每年可达２８４０万元人民币，因生态效益下降造成的间接经济损失达２６亿元人民币     

江苏省森林受酸沉降影响造成的经济损失研究

江苏省的森林受到了酸沉降不同程度的影响，使森林生产力下降，造成木材直接损失每年可达２８４０万元人民币，因生态效益下降造成的间接损失达２．６亿元人民币。     

植物排放的羰基化合物及其与大气的交换

综述了植物来源的羰基化合物的研究结果,并着重总结了植物与大气之间羰基化合物的交换研究.羰基化合物在植物与大气之间的交换包括植物本身排放羰基化合物、羰基化合物沉降到植物叶片以及植物对羰基化合物的吸收和代谢3个过程.在植物周围空气中羰基化合物的浓度与交换补偿点的关系决定交换的方向:羰基化合物是被植物排放到大气中,还是沉降到植物叶面.当其在空气中的浓度低于补偿点时,植物排放羰基化合物;而当其在空气中的浓度高于补偿点时,羰基化合物沉降到植物叶面.作者还提出,与人类生活密切相关的景观植物的排放应受到格外的重视.利用植物代谢有害污染物的能力来净化空气,是植物修复技术在大气污染环境中的应用.筛选吸收、代谢污染物强的植物种类,科学搭配种类组成,建立不同类型的人工植物群落,以实现最佳植物净化效果.将环境科学与生态学、遗传学等多学科结合起来,探索更为理想的植物修复方法是未来的主要研究方向.     

Terrestrial liming benefits birds in an acidified forest in the northeast

Studies in Europe have reported negative effects of acid deposition on forest birds, and research in North America has identified links between forest bird abundance and rates of acid deposition. We examined the bird community in an acidified forest in central Pennsylvania (USA) and evaluated the effects of terrestrial lime application on birds. We used a before-after control-impact (BACI) study design, with one year of observation before (2003) and three years after lime application (2004, 2005, and 2006). Between the 2003 and 2004 field seasons, 4500 kg/ha of dolomitic lime were applied to two of four 100-ha watersheds. Each year, we monitored bird abundance and Ovenbird (Seiurus aurocapilla) eggshell thickness and territory size. Soil and snail abundance data were also collected. The bird community and territory size results indicated that the study area may be providing low-quality habitat for forest birds, perhaps as a result of acid deposition. We found lower forest bird abundances than have been found in less acidified areas of Pennsylvania, and larger Ovenbird territory sizes than have been found in other studies. We found a significant positive relationship between soil calcium and bird abundance, indicating that soil calcium may affect bird abundance. Liming increased soil calcium and pH and led to increased snail and bird abundances. After liming, bird abundance was positively related to snail abundance. No significant changes occurred in Ovenbird territory size or eggshell thickness. Our results suggest that acid deposition could be responsible for reduced bird abundance, and that liming is a potential mitigation technique.     

广州市酸沉降对材料破坏的经济损失估算

大气中的酸性物质对材料的破坏是酸沉降经济损失中的重要部分。简要说明了材料损失的计算方法,并以2001年为基准年,选择了广州市作为代表性城市,运用材料损伤函数和材料使用寿命公式对建筑材料及自行车的经济损失进行了估算,使酸沉降的破坏作用达到定量化。     

酸雨对外来植物入侵的影响

酸雨和外来种入侵都是全球关注的问题。结合外来入侵植物的生态适应特性以及酸雨的危害特征,系统分析了酸雨对外来植物入侵产生的影响。酸雨对外来植物入侵的影响是复杂多样的。酸雨导致群落冠层稀疏,群落透光率增加,加之氮沉降后土壤、水体氮素的增加,有利于生长力强的外来喜阳植物入侵;酸雨加速土壤酸化,促使基本离子淋失以及A1毒等危害植物的生长发育,植物的内源激素以及化感作用发生改变,适应力和耐受力强的外来植物在与本地植物竞争中处于相对优势而成为入侵种;酸雨以及外来植物入侵改变了土壤微生物群落结构,影响本地植物的生长而促使外来植物的入侵。     

南京市典型森林群落枯枝落叶层的生态功能研究

对南京市5种典型森林群落枯枝落叶层现存量、营养元素氮磷贮存量、持水量以及吸纳重金属等生态功能的研究结果表明,5种典型森林群落枯枝落叶层现存量、对氮的贮存能力以及最大拦蓄量均以麻栎-栓皮栎群落最大;对磷和5种重金属的贮存量以银杏群落最大,麻栎-栓皮栎群落次之;枫香-桂花和三角枫群落的各项生态功能相对较弱。建议在南京市的城市森林规划和建设中,应保护好现存的地带性植物群落———以麻栎-栓皮栎为优势种的落叶阔叶林群落或营建类地带性植物群落,维护林地枯枝落叶层的完整性,将有助于改善城市生态环境。     

Aufbau von Begasungskammern für kleinere Forstpflanzen

The performance of a system of four parallel chambers working as continuous flow stirred tank reactors was testet to show how to expose in a simple system small forest plants to airborne contaminants. The first experiment with ozone and a group of birch (Betula pendula) and pine (Pinus sylvestris) seedlings was done to determine the ozone deposition rates to the chamber walls, soil in the plant container, and plant surfaces in a wide concentration range.     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

Niche separation in two species of hare. Metabolic costs of plant phenolics

Summary The distributions of mountain hare (Lepus timidus) and European hare (L. europaeus) overlap in central Sweden, but they occupy separate food niches in winter. In Scandinavia, the European hare is mainly a grazer while mountain hare is a predominant browser. Browse contain high amounts of secondary metabolites, such as phenols, compared to grass. This raises the question if the two hare species differ in their metabolic tolerance of plant phenols and that these differences influence their food choice.Phenolic excretion in urine increased significantly with phenolic intake in both species. Excretion of glucuronic acid conjugates, one of the major pathways of elimination of phenols in both hare species, is positively correlated to phenolic intake and excretion. However, the extent of excretion of phenolics by this route was different in the two species of hare. European hares excreted substantially more glucuronic acid per amount of phenolics than mountain hare. The phenols were metabolized to a larger extent in the mountain hare, indicating a higher detoxification capacity. From these results it is likely that European hare have a higher cost for the detoxification of plant phenols compared to mountain hare. This cost and negative effect on sodium balance when feeding on browse may prevent exploitation of forest habitats by European hares, whereas mountain hare are better able to do so.     

Ozon in Waldökosystemen aus atmosphärenchemischer und pflanzenphysiologischer Sicht

The trend of rising ozone concentrations in forest ecosystems and the phytotoxicity of ozone demand a realistic risk assessment according to an internationally accepted and flux-based quality standard. Ozone fluxes within the canopy are influenced by chemical gas-phase reactions with nitrogen oxide and biogenic hydrocarbons and by surface deposition processes. Therefore, a differentiation of the ozone flux within the canopy is needed between stomatal uptake and other transport pathways. The Eddy Covariance technique is the method of choice for the determination of trace gas fluxes relevant for ozone chemistry. This method is also used for stomatal conductance measurements based on evapotranspiration fluxes and for emission measurements of biogenic hydrocarbons by PTR-MS. Although considerably research efforts were directed to canopy measurements in recent years, the underlying processes are not fully understood yet. Thus, major differences occur in the ratios of stomatal ozone uptake, non-stomatal deposition and gas-phase chemistry between different studies. Furthermore, the vertical concentration gradients within the canopy measured at several forest sites are rather inconsistent and the existing deposition models do rarely account for chemical transformation and detoxification processes. Only a simultaneous measurement of all photochemically relevant trace gases, plant physiological parameters at different sites and forest species over entire vegetation periods, and model parameterization according to the measurement results from the experimental sites will contribute to the clarification of the canopy processes and will ensure realistic risk assessments.