鼎湖山酸沉降背景下主要森林类型水化学特征初步研究

雨水的水质在通过森林后会发生变化．如果雨水是酸性的,这种变化会更加明显．通过一年多时间在鼎湖山主要森林类型采样分析发现,鼎湖山大气降水pH值低,酸雨频率高;阔叶林穿透雨pH值比大气降水高,树干径流和地表水pH值比大气降水低,土壤自然酸化非常严重;混交林穿透雨和地表水酸度比大气降水低,树干径流酸度则大于大气降水;针叶林穿透雨和树干径流都有进一步酸化趋势,但地表水pH值比大气降水高．3种林型比较,阔叶林林冠缓冲能力最强,针叶林土壤缓冲能力最大．3种林型,林内降水和地表水养分N、P、K、Ca、Mg和Na含量除N外都明显高于大气降水．各林型树干径流对养分富集能力强于穿透水,养分在大气降水中的浓度低于在地表水中的浓度．针叶林林内降水比混交林和阔叶林养分含量高,但地表水中养分浓度比后两者低．从地表水的养分浓度看,阔叶林和混交林养分亏损更为严重．     

樟树人工林生态系统不同层次穿透水水化学特征

对樟树人工林生态系统的大气降水、林冠层穿透水、灌木层穿透水和草本层滴透水中N、P、SiO2、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和Mn共10种养分元素含量进行了测定。结果表明,不同月份大气降水养分元素含量不同,各元素各月平均含量按大小排序为Ca>SiO2>Zn>NH4-N>K>NO3-N>Fe>Mg>Mn>P>Cu。大气降水经过林冠层后,林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各养分元素含量变化基本一致,均表现季节动态变化,大多数元素含量增加。林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各元素各月平均含量按大小排序分别为Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Mn>Fe>P>Cu、Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Fe>Mn>P>Cu和Ca>NH4-N>K>SiO2>NO3-N>Mn>Mg>Zn>Fe>P>Cu。林冠层穿透水和灌木层穿透水中Fe,草本层滴透水中Fe、Zn为负淋溶,其余各元素浓度有所增加。在上述3项中,除NO3-N、Fe、Zn外,草本层滴透水中其它养分元素的富集作用都强于其它2项。     

密云水库集水区人工油松水源保护林降水化学性质研揪

对北京密云水库集水区人工油松水源保护林降水化学性质研究表明.在研究区大气降水化学元素含量在观测时段内变幅较大;测定时段内各元素加权平均值之和为12.001mg@L-1.大气降水中各元素含量按大小排序为Ca＞N＞K＞Mg＞Na＞P＞Fe＞Zn＞Cu＞Mn;大气降水经过林冠层后,林内穿透降水和树干茎流中各化学元素含量变化不一,但多数元素含量增加且总量呈增加趋势,林内穿透降水化学元素加权平均值之和为20.614mg@L-1,树干茎流为73.324mg@L-1,比林外降水分别高出8.613mg@L-1和61.323mg@L-1,引起树干茎流和穿透降水中化学元素总量增加的主要原因是K含量增加所致,K在林内穿透降水和树干茎流中的含量约是大气降水含量的3倍和25倍.     

连栽第1代和第2代杉木近熟林水文过程养分动态比较

利用小集水区径流场技术和定位研究方法,在获得连栽两代杉木近熟林的大气降水、穿透林冠水、地表、地下径流量等水文学数据,并测定其养分含量的基础上,研究了连栽两代杉木近熟林水文过程的营养动态特征。结果表明:降水中养分浓度第2代林比第1代林高20.30%—39.64%,养分的输入量比第1代多38.52%;穿透水中养分浓度,第1代和第2代林分别比大气降水中高4.149—4.895 g/kg和4.271—5.605g/kg,雨水对冠层营养物质的淋溶,第2代比第1代高2.94%—21.37%;地表径流中的养分浓度两代林差异不大,地下径流中的养分浓度第2代林比第1代高48.06%—78.87%,径流输出的养分量第2代林是第1代林的1.58—2.61倍;养分地球化学循环中,第1代林养分地球化学循环速率26.75%—29.95%,第2代林37.24%—47.43%,养分地球化学循环的周期第1代林3.3—3.7a,第2代林2.1—2.7a,养分地球化学循环中第2代林的养分流失率是第1代林的1.30—1.72倍,养分的净积累率只有第1代林的73.57%—87.14%。系统持留与利用由外界输入的养分功能上,第2代林低于第1代林。     

第2代杉木幼林生态系统水化学特征

对第 2代杉木幼林生态系统的降雨、穿透水、茎流、地表和地下径流等水文过程中 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和 Mn9种养分元素含量进行了连续 5 a的测定 ,结果表明 :降雨通过林冠后其化学特性发生明显变化 ,p H值出现酸化现象 ,穿透水中 Zn和 Org-N为负淋溶 ,其余各元素浓度有所增加。树干茎流的富集作用比穿透水强 ,其中 Zn为负 ,其它元素的浓度均比林外降雨的高。地表径流中 Zn>Org-N>NO3 -N,与降雨中含量相比较为淋失迁移型 ,Ca>K>Cu>Mg>P>NH4 -N>Mn>Fe为内贮型 ,p H值增大。地下径流中 Zn>Org-N>NH4 -N>K>Mn为淋失迁移型、Ca>Mg>Cu>NO3 -N>P>Fe为内贮型。该系统的水循环中 Ca>Mg>Fe>P为净损失、Zn>K>Org-N>NH4 -N>Mn>NO3 -N>Cu为净积累 ,与第 1代杉木林相比 ,第 2代杉木幼林水化学过滤与吸贮功能较差 ,系统稳定性也较弱 ,生态功能的恢复需要一定的时间     

茂兰喀斯特地区森林降水分配的水化学特征

于2007年9月—2009年8月对中国西南茂兰喀斯特地区亚热带常绿落叶阔叶混交林大气降水、林冠穿透雨和树干茎流进行观测,分析了各降水分配中的养分离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-)浓度动态变化规律及年养分元素输入量。结果表明:7—9月,林外雨、林冠穿透雨和树干茎流中各养分离子浓度相对较低,12月—翌年2月,各降水分配中各养分离子浓度相对较高;降水通过林冠或树干后,除了Na+浓度无显著变化外,NH4+浓度表现下降趋势,Ca2+、Mg2+、K+、Cl-、NO3-和SO42-均表现增加趋势;林外雨的养分元素输入量顺序为Ca2+SO42--SNH4+-NCl-K+Na+Mg2+NO3--N。在林冠穿透雨+树干茎流中的养分元素输入量顺序为K+Ca2+Cl-SO42--SMg2+NH4+-NNO3--NNa+。与非喀斯特地区相比,林外雨中的各养分离子浓度较低,林冠穿透雨、树干茎流中的K+、Ca2+、Mg2+增加幅度较大。总体来看,独特的立地特征决定了该地区Ca2+、Mg2+的积极参与生态系统养分循环和K+高效循环的特征。     

密云水库集水区人工油松水源保护林降水化学性质研究

对北京密云水库集水区人工油松水源保护林降水化学性质研究表明 ,在研究区大气降水化学元素含量在观测时段内变幅较大 ;测定时段内各元素加权平均值之和为 12 0 0 1mg·L-1,大气降水中各元素含量按大小排序为Ca >N >K >Mg >Na >P >Fe >Zn >Cu >Mn ;大气降水经过林冠层后 ,林内穿透降水和树干茎流中各化学元素含量变化不一 ,但多数元素含量增加且总量呈增加趋势 ,林内穿透降水化学元素加权平均值之和为2 0 614mg·L-1,树干茎流为 73 3 2 4mg·L-1,比林外降水分别高出 8 613mg·L-1和 61 3 2 3mg·L-1,引起树干茎流和穿透降水中化学元素总量增加的主要原因是K含量增加所致 ,K在林内穿透降水和树干茎流中的含量约是大气降水含量的 3倍和 2 5倍 .     

武夷山甜槠生态系统的养分平衡研究（英文）

本文通过比较大气降水的养分输入与由地表径流和地下渗流的养分输出,对武夷山甜槠林生态系统的养分平衡进行了研究。结果表明：在1993年4月至1994年4月期间,通过大气降水进入甜槠林的养分元素以N最高,为34.207kg·hm-2,其余依次为Ca(22.99kg·hm-2)、S(12.722kg·hm-2)、Na(6.679kg·hm-2)、K(3.558kg·hm-2)和Mg(2.057kg·hm-2),以P的输入最低,仅1.779kg·hm-2;由地表径流和地下渗流的养分输出总量N、P、K、Ca、Mg、S、Na分别为5.68、1.016、7.345、3.430、0.620、0.534、0.576kg·hm-2,以K的输出量最高,S的输出最少。其中,通过地下渗流的养分损失占输出总量的85.97％～96.38％,而地表径流的养分输出仅占总输出的3.62％～14.03％;在该系统中,N、Ca和S有大量的积累(分别为28.527、19.560和12.188kg·hm-2),Mg和Na有少量积累(分别为 1.437和6.103kg·hm-2),P基本上处于平衡状态(0.763kg·hm-2),而K则为净的输出损失(-3.787kg·hm-2)。岩石风化对于该生态系统K的补偿可能起重要作用,而其他养分元素仅通过降水输入即可得到补充。     

鼎湖山季风常绿阔叶林某些沉积元素转移过程中的浓度分析

对鼎湖山大气降水、季风常绿阔叶林林冠穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中某些沉积元素进行了系统连续的观测研究,从沉积元素的转移过程阐明了鼎湖山自然保护区和季风常绿阔叶林所承受的环境压力,通过分析沉积元素在这些水文学过程中的浓度变化和相互联系,试图揭示该生态系统相应功能过程变化的规律。得到如下结果：(1)大气降水中的Pb含量远远高于穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中的含量,随着水分由输入向输出流动,Pb的浓度逐渐降低;(2)在大气降水、林冠穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中,Al离子的浓度逐步增加;(3)除Pb外,所有其他元素(Al、Mn、sr、Mg、Na、K和Ca)在土壤溶液中的浓度都高于5个水文过程的平均值;(4)Mn、K、Ca的输入和输出的浓度都不高;(5)Na和Mg在土壤水和溪水中的浓度超过5个水文过程的平均值。这表明：(1)鼎湖山的大气具有高浓度的Pb含量,而且Pb在季风常绿阔叶林系统中处于一个持续的积累过程;(2)酸性降水不仅活化了土壤中的Al元素,对各个水文学过程中的离子浓度也有增大的作用;(3)Na和Mg在当前的大气环境下有可能加速地从季风常绿阔叶林生态系统中淋洗出来。总之,由于酸雨和大气污染的影响,鼎湖山森林生态系统将处于不稳定状态。     

北京西山地区油松林水文过程中营养元素迁移特征

对北京西山地区31a油松林降水化学进行定位监测与分析.结果表明：（1）大气降水流经油松林过程中,其营养元素（除Na^＋外）的浓度出现梯度变化：树干茎流高于穿透雨高于大气降水,并且有明显的月际变化,表明从林冠、树干淋洗大量的营养元素,林冠和树干中养分元素迁移是森林生态系统养分循环重要的组成部分.（2）营养元素变化中,浓度差异变化较大的元素是NO3^--N和K^＋,NO3^--N在穿透雨和树干茎流的浓度分别是大气降水的4.4倍、9.9倍,它们中的K^＋浓度分别为大气降水的4.1倍和8.1倍.（3）降水经过油松林,养分淋溶总量为54.12kg hm^-2,淋溶量较多的元素是Ca和K,淋溶强度最大的元素是K^＋.（4）北京西山地区大气降水输入林地的养分66.38kg hm^-2,较多的元素是Ca、N.降水经过油松林输入林地养分总量为120.50kg hm^-2,Ca元素最高,为61.22kg hm^-2,其次是N元素（NH4^＋-N＋N3^--N）,为31.34kg hm^-2,K元素为16.49kg hm^-2,Mg元素为8.11kg hm^-2,Na元素最少,为3.34kg hm^-2.     

北京西山不同人工林枯落物层的水化学性质

通过采集降雨经枯落物后的水样,初步研究了北京西山地区油松林和栓皮栎林林下枯落物层的水化学性质.结果表明:大气降水经过林冠进入枯落物层后,油松林和栓皮栎林林下不同元素的浓度发生明显变化.枯落物水中K 、Na 、Ca2 、Mg2 、NH4 -N和NO3--N的浓度随时间的变化趋势基本一致.穿透雨经过枯落物层后,水中K 、Na 、Ca2 和Mg2 的平均浓度增加,而NH4 -N、NO3--N的平均浓度减小.其中,栓皮栎林和油松林中Ca2 浓度分别增加了7.54和5.27mg.L-1.栓皮栎林下枯落物层中K 、Na 、Ca2 、Mg2 的平均浓度高于油松林,而NH4 -N、NO3--N的平均浓度则低于油松林;经降水淋溶作用后,栓皮栎林和油松林林下枯落物归还林地的养分分别为41.59和58.12kg.hm-2,其中归还林地较多的是Ca2 ,其次是K .     

杨树人工林生态系统降水再分配及主要离子特征

大气降水是森林生态系统养分输入的主要途径之一,对养分的生物地球化学循环有着重要的意义。对13年生杨树人工林林外雨、树干流、林内雨和地表径流等水文过程中的养分特征进行了调查分析,旨在了解该生态系统的养分输入与输出规律,为杨树人工林可持续经营提供依据。结果表明,从2013年11月至2014年10月,杨树人工林生态系统林外雨量为1154.1 mm,树干流量仅占大气降水量的2.3%,15.4%的大气降水被杨树人工林的冠层截留;林内雨、树干流与大气降水量(林外雨)的动态变化规律相似。各类降水年加权平均pH值表现为林内雨林外雨树干流;各类降水的离子浓度动态变化规律基本一致,即在降水量较小的11月至次年1月份,各阴阳离子的浓度普遍较高,在降水量较大的2—9月份,阴阳离子浓度普遍较低。SO_4~(2-)-S和Ca~(2+)分别是各类降水中的主要阴离子和阳离子;整体上,树干流的离子浓度林内雨大气降水;林内雨是养分输入的主要形式,通过林内雨输入林地较多的养分离子是Ca~(2+)和K~+,分别为70.83 kg hm~(-2)a~(-1)和63.31 kg hm~(-2)a~(-1);地表径流和土壤渗漏是养分输出的主要形式,输出林地较多的离子是Cl~-和Ca~(2+),分别为196.47 kg hm~(-2)a~(-1)和123.09 kg hm~(-2)a~(-1),其次为SO_4~(2-)-S、Mg~(2+)、Na~+、K~+;NH_4~+-N和NO_3~--N的输出量不足输出离子总量的1%。所以,从水文过程看,杨树人工林生态系统无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和K~+表现为净积累,净积累量分别为10.9 kg hm~(-2)a~(-1)和56.4 kg hm~(-2)a~(-1),其他离子表现为净损失,其中Cl~-的净损失量达179.8 kg hm~(-2)a~(-1)左右,其他离子损失量50 kg hm~(-2)a~(-1)。     

Nutrient content of incident rainfall,throughfall and stemflow in a Nigerian secondary lowland rainforest

Abstract. Nutrient content of rainfall, throughfall and stemflow was studied over one year in the open and under the crowns of three tree species in a secondary rain forest at Ile‐Ife, Nigeria. Throughfall and stemflow comprised 78.8 % and 5.2 % respectively; 16.0 % of the incident rainfall was intercepted by the forest canopy. The concentrations of various nutrient elements in throughfall and stemflow were higher than those of incident rainfall. In throughfall and stemflow potassium concentration was highest and that of ammonium nitrogen was the lowest. Only calcium and sodium concentrations showed significant monthly variation in incident rainfall. Ca, Mg, K. Cu and P showed significant monthly variation in throughfall and stemflow. The concentrations of the elements were highest during the heavy‐rain months (May‐September). High concentrations of some of the elements were recorded also in November, the last rain month and the beginning of the dry season. The concentration of these elements in stemflow and throughfall was affected by tree species. The highest quantity of each element was deposited in the forest via throughfall followed by incident precipitation and the lowest via stemflow. The tree species affected the quantities of these elements by the volume of their stemflow and throughfall and the concentration of the various elements herein. Total nutrient concentration was much higher than available (dissolved) nutrient concentration. This was very pronounced with micronutrients.     

鼎湖山季风常绿阔叶林水相沉积元素分布及其相关性研究

2001年2月~ 2002年3月在鼎湖山季风常绿阔叶林对大气降水、穿透水、土壤水 (30和 80cm层 ) 和溪水中的沉积元素进行监测, 拟通过不同水相元素浓度的比较及相关关系分析, 揭示系统的营养循环功能状况以及对区域化学条件变化的响应, 阐明因素在环境中的迁移转化规律。结果表明 :林冠与大气间强烈的相互作用, 极大地提高穿透水中Mn2 + 、Sr2 + 、K+ 、Mg2 + 、Ca2 + 浓度。水与土壤作用后, 极大地提高水相中Al3 + 的浓度。 30cm土壤溶液和溪水中的Al3 + 浓度分别是大气降水 (0.32 9mg·L-1) 的 4.8和 3.7倍。溪水中的Al3 + 主要来源于土壤的淋溶。大气降水平均Pb2 + 浓度为 0.0 6 2mg·L-1, 存在着一定程度的Pb2 + 污染, 其浓度分别是穿透水和溪水的 5倍和 10倍。林冠吸收和土壤过滤吸附是森林生态系统净化Pb2 + 等重金属污染物的主要过程。大气降水、穿透水、土壤水和溪水中Na+的浓度逐步增加, 但增幅不大。元素浓度的变异系数在 5 1.1%~ 2 36.7%之间。水相中的离子浓度与雨量有关, 大气降水、穿透水、土壤水中的沉积元素浓度大部分是干季大于湿季, 而溪水中是干季小于或近等于湿季。元素相关分析发现, 与元素Mg相关的元素最多, 穿透水所含相关元素对最多, 不同水相间元素相关状况差异与其元素的来源和外部环境条件有关系。Pb与金属元素Al、Mn在大气降水中极显著相关, Mn_Al、Mn_Mg、Mg_K在所有水相中显著相关, Al_Sr、Mn_Sr、Ca_K、Ca_Mg在除溪水外的所有水相中显著相关, Na_K、Na_Mg在除大气降水外的所有水相中显著相关, 而Pb_Na、Pb_K在所有水相中都无相关关系。结果说明, 季风常绿阔叶林系统已经遭受一定的外界环境压力, 但是其物质循环功能依然稳定。     

人工桤柏混交林中降雨对养分物质的淋溶影响

引　言水体养分物的循环是生态系统生物地球化学循环的一个重要组成部分,因此,从生态角度来研究森林的存在对流域的水分循环和物质迁移的影响将是一个十分有意义的工作。目前,欧美各国关于森林与水质的关系研究比较多[5]。我国较多研究森林对河流泥沙悬浮含量影响,或干枝落叶和微生物对腐殖质转化等作用形成的森林养分循环,而较少研究森林降雨重新分配作用对森林养分循环的影响[1,2],因此,本文选择了亚热带人工桤柏混交林,通过观测降雨过程中林外降雨、林内降雨、树干流及其相应水质的变化,结合林外降雨、林内降雨和树干流的时空变化特性,分…     

云南中山湿性常绿阔叶林中降雨对养分淋溶的影响

 作者在云南哀牢山生态站对中山湿性常绿阔叶林进行了定位研究,根据1990～1992年所取得的观测资料,对林外大气降雨,林内雨及树干茎流的养分浓度,养分季节变化及养分贡献进行了分析和讨论,探讨了大气降雨对养分淋溶的影响。结果表明：N、P、K、Ca、Mg浓度在林外降雨、林内降雨及树干流中有很大的差异。其养分浓度和养分输入均为雨季>干季,且养分浓度除林外降雨中N浓度外,均表现树干茎流>林内雨>林外降雨。此外,对降雨和淋溶作用对林地养分物质输入的贡献也进行了分析和讨论。     

鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干流的养分特征研究

对鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干茎流中的5种养分元素K、Ca、Mg、N、P进行了测定,结合水量分配规律,研究了森林降雨过程中养分在水相中的含量变化特征和输入规律。结果表明：(1)所有离子浓度均为大气降水<穿透雨<树干流,且增幅较大,而平均浓度以K+和总氮(TN)含量最高;总磷(TP)、磷酸盐(HPO42-)、总有机磷(TOP)含量均最低。(2) 大气降雨中的离子平均浓度中以总有机氮(TON)的变异系数最大,为1.282;最小的是NO3-(0.502);穿透雨中变异系数最大的是TOP(2.357);最小的是TN(0.621)。树干流中各养分元素浓度与树种的相关性不显著(P>0.05)。(3) 季风常绿阔叶林树干流和穿透雨各养分对森林土壤的年输入量为TN>K+>Ca2+>Mg2+>TP,树干流和穿透雨对森林土壤层Ca2+的输入大于凋落物分解输入。因此,大气降雨是养分从林冠层转移到土壤层的重要因素。     

在杉木林和马尾松林中雨水的养分淋溶作用

本试验地是在杉木林和马尾松林中,主要对降雨和径流水中所含各种养分物质进行测定。结果表明:降雨的养分含量与降雨量存在着半对数函数关系。降雨输入林地的养分量显著地大于径流输出的养分量。林内雨和树干茎流淋溶的养分量占养分还原总量的48—53％。林内雨和树干淋溶的K、Mg、N养分物质量超过凋落物归还养分量。