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长沙市郊枫香人工林水文效应研究

文小莲  
【摘要】:森林植被对于降雨分配和养分循环具有重要意义。本文从森林结构和水文过程出发,通过对大气降水的观测,分析了枫香人工林降水再分配及对养分循环的作用,为深入了解枫香人工林生态系统的生态水文功能提供科学依据。主要结果如下: (1)枫香人工林林冠截留、穿透水和树干茎流,分别占降水总量的29.11%、69.28%、1.62%;月降水条件下,林冠截留量、穿透水量和树干茎流量与大气降水量显著正相关(p0.01),相关系数分别为0.993、0.925、0.906;随着降水量级的逐渐增大,截留率、穿透率和茎流率相应降低,夏季截留率最大,春季次之,冬季截留率最小;穿透率和茎流率均表现为春季最高、夏季次之,秋季最低。 (2)大气降水pH值在5.31-7.24范围内变化,大气降水pH值平均值为6.45,基本成呈中性,观测时段出现3次pH值5.6的酸雨;大气降水经过枫香人工林冠层后,pH值发生变化,穿透水pH值为6.81,树干茎流pH值为5.85,总体表现为穿透水大气降水茎流。 (3)观测期间大气降水NH4+-N、NO3--N、PO3-、K、Ca、Mg元素含量(加权平均值)分别为:0.96 mg.L-1、2.29 mg.L-1、0.23 mg.L-1、4.38 mg.L-1、5.02 mg.L-1、0.41 mg.L-1,大小顺序依次为:CaKNO3--NNH4+-NMgPO3-;大气降水微量元素含量ZnFeMnPbCu,含量分别为:0.134 mg.L-1、0.086 mg.L-1、0.038 mg. L-1、0.023 mg. L-1、0.021 mg.L-1,并表现明显的月际和季节变化;大量元素月平均含量与月降水量显著相关(p0.05),微量元素含量则主要与降水频率有关;大气降水经过枫香人工林冠层后,穿透水、树干茎流大量元素含量增减不一,但总的趋势是大气降水经过枫香人工林林冠层后化学元素含量呈增加趋势,即:树干茎流穿透水大气降水。 (4)大气降水经过枫香人工林林冠后,穿透水、树干茎流表现明显的养分富集现象,养分淋溶作用明显,并具有不同程度季节变化。穿透水中NH4+-N、N03--N、PO3-年均淋溶系数小于1,呈现负淋溶;K、Ca、Mg年均淋溶系数分别为1.08、3.35、3.29,表现为明显的养分富集作用。树干茎流大量元素中除P03-元素表现为负淋溶外,其它五项元素淋溶系数均大于1,养分富集作用显著。枫香人工林林冠、树干对微量元素具有显著的净化作用,除Mn元素外,枫香人工林穿透水、树干茎流Zn、Cu、Fe、Pb淋溶系数均小于1,表现为负淋溶。


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