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 .     

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。     

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。     

贵州省喀斯特地区原始林水化学特征

降水是森林生态系统的一个主要的养分输入源,观测并分析降水化学对于准确地估算森林生态系统养分循环的养分元素浓度与量显得极为重要。对贵州省茂兰国家自然保护区原始林森林群落2007年9月-2008年8月的降水进行定位观测与分析。结果表明:(1)在林外雨、林内雨、树干流和溪流水中,除了Na+之外,pH值与大部分的养分元素的浓度表现出明显的季节变化,冬季与早春浓度较高,夏季浓度较低。这与各季节的降雨量不同而导致浓度稀释或者浓缩有关。(2)大气降雨通过林冠的过程中,养分元素的浓度出现了较大的变化,林内雨与树干流中的浓度基本高于大气降雨;养分元素变化中,浓度差异较大的元素是K+、Mg2+和Ca2+,K+在林内雨和树干流的浓度分别是大气降雨的14倍和21倍;Mg2+浓度分别为大气降雨的12倍和9倍;Ca2+浓度分别为大气降雨的4倍和3倍,这与大气降雨通过林冠,与树体的养分交换以及树体养分的溶脱有关。(3)通过林内雨,树干流输入样地较多的养分元素是K+和Ca2+,分别是35.8kg.hm-.2a-1和31.5kg.hm-.2a-1;通过溪流水输出的元素中,较多的是Ca2+和Mg2+,分别是-547.4kg.hm-.2a-1和-144.5kg.hm-.2a-1;其次是SO24-,而Na++K++NH4+-N总量不足阳离子总量的1%,Cl-+NO3-总量不足阴离子总量的1%。这可能与母岩风化是碳酸岩类岩石风化有关。(4)年养分的垂直移动量特征显示,土壤0cm到土壤5cm的养分元素量变化较明显,无机态N量的变化可能跟微生物的氮固定、无机化或者植被的吸收有关。(5)研究地的年间养分元素量收支分别为N2.9kg.hm-.2a-1;K25.2kg.hm-.2a-1;Ca-547.4kg.hm-.2a-1;Mg-144.5kg.hm-.2a-1;Na-4.0kg.hm-.2a-1;Cl2.5kg.hm-.2a-1和SO24-S-5.9kg.hm-2.a-1。在年间养分的输入与输出中,无机态N跟K+显示正收支,Ca2+、Mg2+为负收支,而Na+、Cl-相对较稳定。     

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．     

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.     

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

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(P0.05)。(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TNK+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。     

杉木人工林生态系统水文学过程的养分特性

根据5a定位观测的数据,对湖南会同24～28a生的杉木人工林生态系统各水文学过程中的养分特性进行了研究。结果表明：林冠降水是杉木人工林生态系统养分输入的重要来源,其中Ca的养分含量最高,P的含量最低。林内穿透水各养分元素的含量明显高于林冠降水中养分的含量。除Ca外,树干茎流中其它养分元素的含量为林冠降水的6倍以上。可见,林内穿透水和树干茎流是杉木林生态系统内养分循环的重要组成部分,有利于提高系统的养分利用率。地表径流中除硝态氮外,各元素的含量与穿透水的含量接近,其中P、Na和K三种元素的含量较低,但未超过林冠降水中养分元素含量。地下径流中N和K的含量较低,而Ca的含量与林冠降水相比没有差异。因而地表径流和地下径流不可避免的造成生态系统的养分损失,但24～28a生杉木林生态系统的调控能力较强,地表径流和地下径流量较小,生态系统的养分损失也相对较小,养分为净积累。不同季节之间水文学过程中养分元素含量存在一定程度的差异。降水形态、雷电和地形等要素影响养分元素含量。硝态氮在冰雹中未检出,而在雨水中的含量是雪水的2倍。铵态氮、K和Mg等元素在雨水中的含量最高。P和Ca以雪水的含量最高,与雨水和冰雹相比不存在数量级差异。雷电明显增加降水中养分的含量,特别是林冠上层的低空放电使降水中N的含量增加3～5倍。由于山谷和山麓的立地条件较好,其穿透水中养分含量比山坡的高,山谷与山麓的大致相等。在采集水样进行养分分析时,应考虑降水时间、降水形态和地形等因子的影响。     

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。     

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 .     

秦岭天然次生油松林冠层降雨再分配特征及延滞效应

为了研究秦岭典型地带性植物油松林冠层降雨再分配特征及延滞效应,选择陕西宁陕县秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站55龄天然次生油松林,从2006-2008年(5-10月份)对林外降水、穿透降雨和树干茎流进行定位观测。利用其中100次实测数据进行分析研究,结果表明:总降雨量为1576.4 mm,穿透降雨量为982.9 mm,树干茎流量为69.5 mm,冠层截留量为524. 0mm,分别占总降雨量的62.4%、4.4%和33.2%。降雨分配与降雨量级密切相关,降雨量级增大,穿透降雨率和茎流率呈增大趋势,截留率呈降低趋势,变化幅度分别为46.6%-68.9%、0.8%-9.2%、53.4%-22.0%。穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量与林外降雨量之间的关系分别为:TF=0.6548P-0.4937,R²＝0.9596;SF=-0.2796+0.0452P+0.0005P²,R²＝0.8179;I=0.5958P^0.8175,R²＝0.8064。降雨事件发生后,穿透降雨和树干茎流出现的时间与降雨发生的时间并不同步,均表现出一定的延滞性,随着降雨量级增大,滞后时间表现出逐渐缩短的趋势((78.5±8.8)-(16.0±0.0) min,(111.0±33.0)-(41.2±0.0) min)。降雨终止时,特别是当降雨量>10.0 mm,穿透降雨终止时间也存在一定的延滞性((3.2±2.6)-(12.0±0.0) min)。但树干茎流终止时间先于降雨终止时间,降雨量级越小,树干茎流终止时间愈早((-58.3±21.5)-(-9.8±0.0) min)。     

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)。     

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…     

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.     

Rainfall partitioning into throughfall and stemflow and associated nutrient fluxes: land use impacts in a lower montane tropical region of Panama

Land-use change alters catchment hydrology by influencing the quality and quantity of partitioned rainfall. We compared rainfall partitioning (throughfall, stemflow and interception) and nutrient concentrations in rainfall, throughfall and stemflow in three land-use types [primary forest (PF), secondary forest (SF) and agriculture (A)] in Panama. Measurements of throughfall were highly variable which may have masked seasonal and land use differences but it was clear that throughfall at agricultural sites made up a larger proportion of gross precipitation than at forest sites. Of incident precipitation, 94% became throughfall in agriculture sites while 83 and 81% of gross precipitation became throughfall in PF and SF, respectively. The size of the precipitation event was the main driver of variation in throughfall and stemflow. Consistent patterns in nutrient cycling were also difficult to identify. Vegetation has a vital role in delivering nutrients as throughfall deposition of K was often larger than precipitation deposition. A canopy budget model indicated that canopy exchange was often more dominant than dry deposition. Throughfall was generally enriched with nutrients, especially K and Mg, with enrichment factors of up to 17 and 5 for K and Mg, respectively, in PF. In contrast, Ca was sometimes taken up by the canopy. Values of nutrient deposition were high (with up to 15, 3, 30 and 15 kg ha^?1 month^?1 in stand deposition of Ca, Mg, K and Na, respectively in PF), possibly due to the slash-and-burn agricultural practices in the area or marine inputs. Throughfall and stemflow are vital sources of nutrients in these ecosystems.     

Na+和Ca2+对拟南芥根原生质体质膜内向K+通道电流的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana Columbia)根为材料,利用膜片钳技术测定其根细胞原生质体质膜内向K^ 电流,并对Na^ 对其K^ 电流的影响进行了初步研究,发现Na^2 可明显抑制拟南芥根细胞原生质体的内向K^ 电流,外施Ca^2 可缓解Na^ 对内向K^ 电流的抑制．说明Ca^2 参与了质膜上K^ 通道对K^ ／Na^ 的选择性吸收的调节,从而使植物适应盐胁迫．     

暖温带落叶阔叶林冠层对降水的分配作用

 对1996年生长季节中两种落叶阔叶林冠层对降水的分配各分量的测定和分析表明：降水在辽东栎林冠层中的分配为：干流量S,66.7mm;透流量T,539.3mm;截留量I,117.6mm;分别占同期降水量的9.2％、74.5％和16.3％。混交林对降水的分配为：干流量S,32.8mm(4.5％);透流量T;555.9mm(76.8％);截留量I,134.9mm(18.6％)。各分量与降水特性的多元回归的结果表明：干流量S与降水量P和前24小时降水量P1之间呈显著正相关关系;透流量T与降水量P和最大雨强M正相关显著。