森林植被对降水水化学的影响

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1、鲍文等：森林植被对降水水化学的影响115森林植被对降水水化学的影响鲍文1,2，包维楷2，丁德蓉1，何丙辉11：西南农业大学资源环境学院，重庆北碚400716；2：中国科学院成都生物研究所，四川成都610041摘要：综述了森林植被各个层次对降水水化学影响的主要研究成果，并指出了目前该方面研究存在的问题及今后需要努力的方向。大量集中在乔木层的研究表明，与林外雨比较，穿透雨、树干茎流中多数元素的浓度均呈增加的趋势，浓度大小的总趋势为树干茎流>穿透雨>林外降雨，K、Mg、Mn等表现突出，浓度可增加10倍

2、以上；影响元素浓度变化因素包括降水特征、林分类型、大气状况等；具体到某一种元素，不同区域、不同林型间研究结果差异很大，很难得出一致的结论。对灌草层和枯落物层吸附淋溶作用研究较少，也就不能正确评价森林植被对降水水化学的综合效应。因此，在空间尺度上，要加强不同区域森林植被各个层次的研究；在时间尺度上，短时间的观测缺乏代表性，长期定位观测更具科学性。此外，目前的研究，尤其是国内的研究，只是对现象的揭示，缺乏过程及机理的深入研究，限制了我们对森林植被的内在运行机制和客观规律的正确认识。关键词：植被；大气

3、降水；穿透水；茎流；水质；淋溶中图分类号：S718.5文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）01-0112-04鲍文等：森林植被对降水水化学的影响115降水通过森林植被系统，在降水量得到分配的过程中，其中的化学元素浓度发生了很大的变化[1,2]，这种变化构成了系统养分循环的重要部分[3]，降水便成了森林生态系统化学物质的主要来源之一，也是森林生态系统养分循环及养分平衡的基础。我国最早研究降水水化学性质的是鲁如坤和史陶均[4]。近年来，随着经济的迅速发展，酸沉降对森林生态系统的影响

4、加速了植被的养分淋溶[5]，降水通过植被时的酸性增强也引起了人们的高度重视[6~8]。有关植被对降水水化学的研究已有较多报道，涉及不同地区的不同植被类型，例如，落叶松和油松林[9~11]、杉木林[12~16]、马尾松[13,17,18]、白桦[19]、栎树天然次生林[20]、湿地松[21]和桤木[22]等，结果表明植被对水化学的影响与降雨（降雨量、降雨强度、降雨历时等）、树种、林分状况（林冠的干净程度、郁闭度、树皮粗糙度等）、大气状况等有很大关系。但是目前的研究主要集中在乔木层，对穿透雨、树干茎

5、流的研究较多，灌草层对降水水化学的影响及枯落物层对林内雨的过滤作用的研究较缺乏。本文将总结森林乔木层、灌草层和枯落物层对降水水化学的影响，探讨植被不同层次对降水水质的影响规律，提出研究中存在的问题，为将来的研究提供参考。1乔木层对降水的淋溶作用降水通过乔木层将以穿透雨和树干茎流两种形式落入林地，并且雨水的水化学将发生很大的变化，穿透雨和干流化学物质的输入保障了林分对养分的需求，淋溶出来的养分都是水溶性的，无需经过复杂的分解过程便可被植物直接吸收[23]。可见乔木层对降水化学性质的改变意义重大。1

6、.1林冠层对降水水化学的影响森林冠层是大气降水携带各种物质进入森林生态系统后的第一个作用面，降雨经过林冠后，主要受下列几个过程的影响[3,15,24]：降雨对枝叶、枝条表面尘埃等物质的淋洗过程；降雨对枝叶中元素的淋溶过程；枝叶对降雨中的元素吸收、吸附过程。雨水通过乔木冠层时，所含各种元素浓度均发生变化，含量变化不一，但多数元素含量增加且总量呈增加的趋势[25]。与其他元素相比，净淋溶量普遍较高的元素有K、Na、Zn、Mg、Mn、N等[12~14,21,22,26~31]，其浓度可分别达到林外降水

7、的1.32~11.4倍、1.11~2.02倍、3.81倍、1.11~11.06倍、3.47~8.65倍、1.01~1.47倍，而林冠对Cu、P等多表现为不同程度的吸收吸附作用[20,21]，在辽东栎、人工油松林和华北落叶松林中，穿透雨与林外雨相比，P的浓度分别降低了27.1%、22.5%和52.7%[32]；刘世海在板栗林发现，穿透雨Cu的质量浓度为0.0124mg/L，仅林外雨（0.0562mg/L）的22.1%[33]。影响林冠淋溶因子多而复杂，其中包括降雨（雨强，降雨量、林外降雨酸度、降雨

8、历时、降雨间隔期等）、林分(林种、郁闭度、枝叶量、林木自身生理活动等)、大气污染、人为活动等[34~38]。不同地区森林植被的净元素淋溶量也各不相同。密云水库地区的人工油松林冠对Na、Zn则表现为显著的负淋溶现象[9]，而田大伦等研究发现杉木林林冠对Zn有着吸收作用[12,39]。许利群、李飞、樊后保等人发现林冠对N也有着明显的吸附作用[15,29,40]。至于Ca元素，研究结果差异较大，降雨通过湿地松、桤柏混交林林冠对Ca元素淋溶量显著[12,21,22,40]，而在山地次生雨林、落叶松、刺槐