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1、酸与对农业的影响——陈嘉璐张倩酸雨是目前世界上十大环境问题之一。我国南部地区已成为继欧洲、北美之后世界第三大酸雨区。酸雨对农业生态环境和农作物产量产生严重的影响，并带来巨大的经济损失。随着我国经济建设的迅速发展，酸雨对生态环境的影响和造成的巨大经济损失也日趋严重，成为制约我国农业生产和社会经济发展的重要因素之一。控制酸雨的危害，主要控制各种来源的SO2排放。酸雨是指pH值小于5.6的大气降水,包括雨水、冻雨、雪、雹和露等,能够造成土壤及水体酸化,破坏植物及水生生物的生存环境,对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接或潜在的危害。酸雨已成为一个国际性的问
2、题。我国是世界第三大重酸雨区,酸雨主要分布在长江以南地区,但近年来随着区县工业的迅猛发展,酸雨区面积逐年扩大且呈北移趋势。因此,研究酸雨形成的影响因素及酸雨对农业的危害,有重要的现实意义。土壤水体植物酸雨对农业的危害土壤酸化①这是酸雨污染土壤环境的首要环节。模拟酸雨试验表明,土壤酸化一般由表土向心土和底土层发展,并与酸雨浓度、数量及持续时间呈正相关。当酸雨淋溶加大(>2000mm)、pH值较小(<3.5)时,不仅耕层土壤酸化程度随降雨酸度增大而加剧,亚表土也开始酸化。②促进活性铝的溶出。土壤活性铝的溶出与土壤酸化程度之间的关系极为密切。于天仁研究发现
3、,土壤经酸雨淋溶后,当土壤pH值降至5以下时,活性铝的溶出浓度就会明显提高;土壤pH值进一步降低时,活性铝的溶出浓度就会急剧增加。这是由于在酸性条件下,土壤中固相的铝盐溶解度较大、生成的可溶性铝络合物也较多的缘故。③盐基离子大量淋失。在酸雨作用下,随着pH值下降,土壤中的正电荷增加、负电荷减少,有的土壤甚至出现净正电荷。这样,不仅使土壤对钾、钙、镁等养分离子的吸附量显著减少,而且由于这些阳离子与土壤的结合能力随pH值的降低而急剧下降,所以其吸附的牢固程度也大为降低,使上述离子易于随渗漏水淋失,导致土壤肥力下降。④活化土壤有毒重金属元素。由于锰、铬、铜
4、、铅、镉、锌等有毒重金属离子在低pH值条件下溶解度升高,故酸雨在使土壤酸度提高的同时能够活化土壤中的某些重金属元素。⑤降低土壤酶活性。研究发现,酸雨对土壤中促进有机态养分转化与循环的微生物酶的活性具有相当的抑制作用,当酸雨量较大(2000mm)、酸度较高(pH<3.5)时,土壤酶活性受到明显抑制。土壤水体植物酸雨对农业的危害调查发现,在降水pH值为4.1-4.3的北美东部阿迪龙达克山区,有1/2以上湖泊中的pH值低于5.0。说明酸性降水能够引起水体酸化。酸化的水体会改变水生态系统的结构与功能,增强某些金属元素(如铝)的生物毒性,破坏水生生物的生存环境
5、,降低生物多样性和水体生产力,最终给渔业与水源的开发利用带来难以逆转的危害。水体藻类浮游生物鱼类其他生物水体酸化对藻类的影响主要表现为使其种类数减少、多样性降低以及生产力大幅度下降。研究的结果表明,藻类的种类数,随酸度提高而减少,多样性明显下降。研究发现,当pH值为4.5及3.0时,在酸化水中培养30d后,只有人工培育的小球藻、栅藻和绿球藻能生存并繁殖,池塘原水中的自然藻种均消失。即使是比较耐酸污染的斜生栅藻,当pH值≤6.0时,抑制作用就很明显,其48h的Ec50值为pH4.45。另据研究表明,酸化水体中藻类的细胞密度、生物量和叶绿素含量也明显降低
6、,其生长潜力仅为正常湖泊的18%左右。水体藻类浮游生物鱼类其他生物研究发现,当水体中pH<5.0时,浮游动物种类减少;当水体中pH值为3.0时,50%以上种类的浮游动物消亡。随着pH值下降,酸化水体中的浮游动物数量逐渐减少。在pH值5.00～8.80范围内,浮游动物的平均密度为3600个/L;当pH值为4.0～5.0时,浮游动物的平均密度仅为151.5个/L,降低了95%以上[15]。此外,水体酸化对浮游动物的生态结构也有一定影响。研究表明,当pH>5.5时,水体中挠足类动物占优势;而pH<5.5时,水体中轮虫增多,有取代挠足类的趋势。水体藻类浮游生
7、物鱼类其他生物水体酸化对水生态系统的影响能够最明显地从鱼类受害中得以反映。调查发现,北美东部的阿迪龙达克山区90%pH值<5.0的酸化湖泊中已不再生存蹲、湖蝉、胭脂鱼及其他鱼种;瑞典85000个大中型(面积在1hm2以上)湖泊中,18000个(比例为21.2%)被酸化。李辛夫研究表明,水质酸化对鱼类早期发育的影响十分明显。当pH值<6.5时,金鱼胚胎孵化率下降;当水体中pH值降至3.5时,金鱼胚胎12h内全部死亡。当pH值为6.5时,白鳃胚胎孵化率下降18%;当水体中pH值<5.8时,白鳃胚胎36h内全部死亡。水体藻类浮游生物鱼类其他生物对酸化水体中
8、微生物、浮萍、软体动物及水生昆虫的研究发现,不同生物对水体酸化的适应性阙值有一定差异,但均表现为随着水体中p
