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。     

降水变率对森林土壤有机碳组分与分布格局的影响

2006年12月-2008年6月,通过加倍降水、自然降水和去除降水3种处理的人工控制试验,研究了降水变率改变对南亚热带不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松针叶林土壤有机碳组分与空间分布格局的影响.结果表明：在3种降水强度条件下,相同森林类型的同一层次土壤总有机碳（TOC）含量差异不显著（P>0.05）;去除降水处理下土壤表层（0～10 cm）颗粒有机碳（POC）和轻组有机碳(LFOC)含量有明显的积累趋势,加倍降水和自然降水处理下增加了POC、LFOC向下层土壤（10～20 cm、20～30 cm、30～50 cm）的运输;去除降水处理下,马尾松林土壤易氧化有机碳（ROC）含量显著高于降水处理（P<0.05）;演替早期森林土壤的POC、ROC、LFOC占总有机碳的比例大于演替后期土壤,不利于土壤有机碳的存埋.森林土壤总有机碳含量变化缓慢,而其活性有机碳组分（POC、LFOC、ROC）对降水变率改变的响应更敏感.     

模拟酸雨对鼎湖山季风常绿阔叶林土壤呼吸的初期影响

通过在鼎湖山季风常绿阔叶林(季风林)进行野外模拟酸雨试验,对不同酸雨强度处理下的林地土壤呼吸速率进行原位测定,探讨酸雨对南亚热带森林土壤呼吸的初期影响。结果表明:在两年的测定周期内,4个酸雨水平:CK(pH值4.5左右的天然湖水)、T1(pH值4.0)、T2(pH值3.5)和T3(pH值3.0)处理下的年平均土壤呼吸速率分别为(3.07±0.08)、(3.06±0.17)、(2.78±0.29)和(2.56±0.08)μmol·m~(-2)·s~(-1),其中T3处理显著低于CK和T1处理(P0.05),说明模拟酸雨抑制了季风林土壤呼吸。这种抑制作用大体上随处理时间的延长而逐渐显著,处理间的差异只在测定周期的第二年达到显著水平,且抑制作用的差异显著性只出现在湿季(P0.05)。模拟酸雨对土壤呼吸的抑制作用可能与其胁迫下土壤酸化而导致土壤微生物异养呼吸及凋落物CO_2释放量下降有关。表现为模拟酸雨导致土壤pH值降低,使得土壤酸化加剧;降低了土壤微生物量碳、氮含量,抑制了微生物活性;提高了凋落物质量残留率,抑制了凋落物分解。还与土壤呼吸结果相对应,上述指标对模拟酸雨的响应也大体上随处理时间的延长而逐渐显著。另外,土壤呼吸温度敏感系数Q_(10)值随处理pH值降低有下降的趋势,表明酸雨处理在一定程度上降低了土壤呼吸的温度敏感性。     

园林绿化植物对大气二氧化硫和氟化物污染的净化能力及修复功能

研究32种盆栽于佛山市污染区的城市园林绿化植物对大气二氧化硫(SO2)和氟化物的净化能力及其对大气污染的修复功能。结果显示,竹节树、傅园榕等14种植物对SO2、氟化物等污染气体不但具有较强的抗性,而且具有较高的吸收净化能力,叶片平均含硫量达17442(11754—27658mg kg^-1 DW),是清洁区(5988mg kg^-1 DW)的2．9倍;平均含氟量达3725．9(1954．9—5331.7mg kg^-1 DW),是清洁区(1703：mg kg^-1DW)的21倍。表明这些植物对大气SO2、HF复合污染具有很好的净化能力和修复功能。是值得推广的城市园林绿化树种。     

鼎湖山针阔叶混交林水文学过程中总有机碳动态

2002年7月～2003年7月对鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文学过程中总有机碳(TOC)总量和浓度进行了初步研究.结果表明,观测期间,林外大气降水输入的TOC总量为41.80kg·hm^-2·yr^-1,地表径流和地下水(50 cm土壤渗透水)输出分别为17.54和1.80kg·hm^-2·yr^-1,输入输出之差为22.4kg·hm^-2·yr^-1,系统TOC为正平衡.各类型水中TOC总量月动态基本上与大气降水月动态变化趋势一致.大气降水的TOC平均浓度为3.4 mg·L^-1.经过森林林冠淋洗和树干淋溶后,穿透雨和树干流中TOC的平均浓度分别比大气降水中TOC浓度增加了.10倍和7.39倍.地表径流、25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC平均浓度分别为12.72、7.905和3.0 mg·L^-1.穿透雨和树干流中TOC浓度的月变化相似,生长季初(3月),TOC浓度开始增加,9月后逐渐下降,12月又有所回升.降水量较大的月份地表径流中TOC浓度较高.25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC浓度无明显的月变化规律.不同树种树干流中TOC浓度差异很大.大气降水、穿透雨、25 cm和50 cm土壤水中TOC浓度随降水量的增加而规律性递减,树干流和地表径流中TOC浓度与大气降水量之间无明显相关关系;除树干流和土壤水外,水文过程各分量水中TOC浓度随着大气降水强度的变化呈现规律性波动.     

大气污染对38种木本植物的伤害特征

38种苗龄1—2a生的木本植物盆栽于相对清洁区(华南植物园和2个污染点：佛山市南海区五星和佛山市禅城区东村。1a后,根据叶片伤害程度、新叶增长率、种个体长势、翌春植株恢复状况等综合评价植物对氟化物、硫化物和酸雨组成的大气复合污染的敏感性反应。根据试验结果将供试植物对大气污染的敏感性反应分为3种类型：(1)低敏感性(抗性强),有茶花、红花油茶、傅园榕、小叶榕、桂花、环榕、菩提榕、石笔木、毛黄肉楠、幌伞枫10种。(2)中等敏感(抗性中等),有仪花、格木、吊瓜树、腊肠树、海南红豆、猫尾木、红桂木、灰莉、铁冬青、密花树、白桂木、小叶胭脂、大头茶、复羽叶栾、灰木莲、火焰木、华润楠17种。(3)高度敏感(抗性弱),有铁刀木、观光木、白木香、日本杜英、蓝花楹、蝴蝶树、印度紫檀、柳叶楠、无忧树、海南木莲、乐昌含笑11种。研究结果可为热带、南亚热带地区有类似大气污染的环境进行园林绿化,生态公益林营造提供参考。