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《东北林业大学》 2008年 博士论文
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原始红松林生态系统水化学特征研究

李华  
【摘要】: 近几年,随着人们对生态环境保护意识的逐渐深化,对森林净化水质作用的进一步认识,森林与水质关系问题成为森林生态学及水文学研究的重要内容。本论文以整个凉水国家级自然保护区为研究区域,以原始红松林生态系统为主要研究对象,应用定位研究及对比分析的方法,对保护区内大气降水、溪流水、冬季季节性积雪及融雪径流的化学特征,以及降水输入-径流输出元素收支平衡问题进行研究,了解森林生态系统内不同形态水中化学元素含量的变化。目的是借助森林生态系统的载体-水中化学元素的规律性变化,揭示森林生态系统净化水质的作用,为合理有效经营利用水资源、森林资源,探讨人类活动对森林水文效应的影响提供基础资料和科学依据。主要研究成果如下: (1)2006年11月-2007年10月的降水总量为550.1mm,pH值为5.85,电导率为17.1μS/cm,降水中离子浓度大小顺序为HCO_3~-SO_4~(2-)Ca~(2+)NO_3TNCl~-NH_4~+K~+Na~+Mg~(2+)TPFeMn,且所测指标均表现出一定的季节动态。 (2)保护区不同支流集水区pH值均呈弱酸性至中性,阴离子均以HCO_3~-为主,阳离子均以Ca~(2+)为主,且集水区溪流水离子浓度呈现出一定的季节动态。通过对比实验发现,随着人工林、次生林所占比例的增大,集水区溪流水中离子浓度有所增加:而森林溪流与湿地溪流对于水质的净化功能有所不同。 (3)保护区由大气降水输入和径流输出的主要阴、阳离子总量分别为98.37kg/hm~2·a和172.25kg/hm~2·a,且除Cl~-外,其它主要离子均表现为净损失。NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP及Mn均表现为净积累,而Fe表现出净损失。 (4)保护区冬季不同林型内积雪厚度大小顺序依次为次生白桦林林间空地人工落叶松林原始红松林人工红松林云冷杉林;不同郁闭度红松林内积雪厚度随郁闭度的增加而降低。不同林型内积雪化学特征表现为原始红松林、云冷杉林及人工红松林由于冬季不落叶,吸附干沉降的能力较强,降雪的淋溶作用导致积雪中离子浓度较高。而不同郁闭度的原始红松林内积雪离子浓度最高值均出现在郁闭度为0.5至0.7之间。 (5)保护区春季融雪径流在4月下旬达到高峰,持续时间为10天左右,且径流内离子浓度存在规律性变化。且融雪径流中pH值、电导率、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、HCO_3~-与流量呈负相关,Cl~-、SO_4~(2-)、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP与流量呈正相关。


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