亚热带典型林分降水过程中的水质效应

摘要：

森林生态系统在净化空气、截留沉降污染物及改善流域水质等方面具有重要作用.为评价亚热带地区典型森林生态系统对大气降水中氮、磷及重金属离子的截留能力和调控特征,以广东省新丰江库区 3 种典型林分(常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林)为研究对象,分析了大气降水、穿透水、树干茎流、土壤渗透水及溪流水中pH值、总磷(TP)、总氮(TN)、硝酸盐氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)及 6种重金属(Cd、Cr6+、Pb、Cu、Hg、Mn)含量的变化特征和冠层截留效应.结果表明:观测期间,大气降水经3种林分溪流输出后,均呈中性,常绿阔叶林对酸雨的缓冲能力较强.降水经针叶林后酸化加剧,树干茎流 pH 值为 3.89.大气降水中 TN、TP、NH4+-N 和 NO3--N 质量浓度分别为 0.977、0.046、0.047 和 0.173 mg·L-1,Cd、Cr6+、Pb、Hg、Cu和Mn的质量浓度为0.041、8.05、0.512、0.014、1.31和16.9 μg·L-1.降水过程中氮素及重金属浓度多呈先升高后下降的趋势,峰值多现于土壤渗透水中,而Hg浓度呈增加趋势.土壤渗透水中氮素和重金属离子浓度极高,可能与表层凋落物、土壤中养分和重金属本底值含量偏高有关,酸性较强的土壤水环境促进了离子的析出.TN、TP、NH4+-N和NO3--N的大气沉降量分别为 13.3、0.83、1.66 和 2.59 kg·hm-2,Cd、Cr6+、Pb、Hg、Cu和Mn的沉降量为0.82、160.9、10.5、0.28、25.9和363.5 g·hm-2.典型林分冠层吸附或解吸氮、磷物质和重金属沉降的能力有所差异,针阔混交林和针叶林对TN、TP、NH4+-N和Cd有较好的截留净化作用,截留率均高于常绿阔叶林.常绿阔叶林冠层析出了较多的氮、磷物质和重金属元素,能够有效吸纳大气污染并改善空气质量;而针叶林和针阔混交林冠层相对于常绿阔叶林能更好地过滤、净化降水水质.

关键词：森林生态系统、pH值、氮磷沉降、重金属、冠层截留、水文过程

所属期刊栏目：32

分类号：S718.5;X171.1;X143(林业基础科学)

资助基金：广东省林业科研项目;广东省林业科技创新项目;广东省基础与应用基础研究基金项目;国家林业;草原局林草科技创新平台运行补助项目;草原局林草科技创新平台运行补助项目

在线出版日期：2023-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1365-1375