四面山森林生態(tài)系統(tǒng)不同層次對(duì)大氣降水中幾種離子的截留特征.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的資源需求和消耗在不斷的攀升，使排放到大氣中的污染物出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長(zhǎng);同時(shí)我國(guó)的工業(yè)排放量和汽車(chē)保有量隨此也在不斷的增加，污染問(wèn)題變的越來(lái)越嚴(yán)重，致使我國(guó)相繼出現(xiàn)了嚴(yán)重的酸雨沉降和霧霾天氣。大氣中的污染物伴隨著干濕沉降到達(dá)陸地，而森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)是大氣污染物的一個(gè)很大的收納場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，大氣降水中的有害成分經(jīng)過(guò)不同類型的森林生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次后，其截留程度不盡相同，同時(shí)森林生態(tài)系

2、統(tǒng)在涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、保持水土方面也起著重要的作用。西南林區(qū)作為我國(guó)森林覆蓋率第二大區(qū)，林區(qū)內(nèi)的四面山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)保存著該地區(qū)最具代表地帶性植被類型之一，同時(shí)也是地球同緯度僅存的規(guī)模最大、保護(hù)最完好的亞熱帶常綠闊葉林(Evergreen broad-leaf Forest)。因此，本文以中亞熱帶常綠闊葉林這一典型林分為研究對(duì)象，基于系統(tǒng)學(xué)原理，分析并研究常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)降水中氮硫化物、鹽基離子和重金屬Pb、Cd的截留特征，以更

3、深入地了解該類型森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)降水的截留凈化作用并和其它地區(qū)不同類型森林生態(tài)系統(tǒng)做對(duì)比分析，從而更充分地認(rèn)識(shí)該林區(qū)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要生態(tài)地位。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯科陂g，四面山地區(qū)全年大氣降水pH均值為4.89，最大pH值為5.14，并且秋季和夏季pH值均小于5.0，說(shuō)明四面山地區(qū)的酸沉降污染問(wèn)題較嚴(yán)重;經(jīng)過(guò)林冠層和土壤層后，降水的pH值出現(xiàn)了不同程度的增加趨勢(shì)，林冠層和土壤層具有調(diào)節(jié)酸性降水pH值的功能。酸性陰離子

4、和鹽基離子都是降水酸化的重要影響因素，降水中高濃度的NO3-、SO42-等是導(dǎo)致研究區(qū)降水偏酸性的主要原因之一。
　?、蒲芯科陂g大氣降水中的NO3-、NO2-、NH4+、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+的質(zhì)量濃度分別為:1.40±0.42 mg·L-1、0.07±0.04 mg·L-1、1.12±0.42 mg·L-1、8.01±3.13 mg·L-1、3.43±1.46 mg·L-1、0.32±0.16 mg·L-1

5、、0.76±0.48 mg·L-1、1.55±0.70 mg·L-1，均超出內(nèi)陸麗江背景值數(shù)倍以上;大氣降水中Pb、Cd的質(zhì)量濃度分別為22.92±13.57μg·L-1、2.82±1.46μg·L-1，與國(guó)內(nèi)外其他研究區(qū)相對(duì)比以及參考國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量部分標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的大氣降水已經(jīng)受到外界污染物的影響。結(jié)合研究區(qū)年風(fēng)向玫瑰圖和夏秋兩季日軌跡聚類分析圖分析表明:四面山地區(qū)大氣主要受秋季時(shí)來(lái)自西北方向的氣團(tuán)和夏季時(shí)來(lái)自東北方向的氣團(tuán)影響將

6、研究區(qū)周邊工業(yè)發(fā)達(dá)城市上空的污染物帶到研究區(qū)上空，這是造成研究區(qū)大氣降水各離子濃度普遍較高的主要原因。
　　⑶林冠層對(duì)大氣降水中的NO3-、NO2-、SO42-、Na+、Pb、Cd有很好的截留作用，尤其是對(duì)重金屬Pb、Cd有很強(qiáng)的截留作用，截留率分別達(dá)到了91.67％、86.84％;但是林內(nèi)降水中NH4+、Ca2+、Mg2+、K+的平均質(zhì)量濃度和pH值均出現(xiàn)了不同程度的上升趨勢(shì)。NO3-、NO2-、SO42-平均質(zhì)量濃度的降低和C

7、a2+、Mg2+、K+、NH4+平均質(zhì)量濃度的升高是導(dǎo)致林內(nèi)降水pH值升高的主要原因。在森林生態(tài)系統(tǒng)中林冠層是截留能力最強(qiáng)的層次。降水經(jīng)過(guò)林冠層時(shí)并不是對(duì)所有的物質(zhì)都有截留的作用，大氣降水在經(jīng)過(guò)林冠層枝葉表面時(shí)就淋溶了林冠層枝葉分泌物中的NH4+、Ca2+、Mg2+、K+。
　　⑷四面山常綠闊葉林地表具有很厚的枯落物層，枯落物層蓄積了大量的降水，在濕熱的環(huán)境下枯落物層的枯枝落葉容易分解釋放出組織中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，導(dǎo)致枯透水中NO

8、3-、NO2-、NH4+、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+的平均質(zhì)量濃度均出現(xiàn)了不同程度的上升幅度。酸性離子和有機(jī)酸等的大量增加使枯透水的pH值降低，成為各層次降水中pH值最低的層次。但是枯落物層的有機(jī)物卻對(duì)枯透水中Pb和Cd有一定的吸附、攔截作用，導(dǎo)致經(jīng)過(guò)枯落物層后Pb和Cd的平均質(zhì)量濃度進(jìn)一步的降低。
　?、伤拿嫔介L(zhǎng)期的酸性降雨導(dǎo)致了該林區(qū)土壤的酸化。土壤層的膠體和其他基團(tuán)吸附了滲透到土壤層中的NO3-、SO42-