城市人工林生態(tài)系統(tǒng)降雨分配過程與營養(yǎng)元素通量研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，居民人均收入的增加和生活水平不斷提高，中國城市居民的重心逐漸從對物質(zhì)生活的需求轉(zhuǎn)移至對生活環(huán)境質(zhì)量的需求。城市綠化是城市居民對其居住環(huán)境的最起碼要求，城市森林是城市綠化最直觀的表現(xiàn)。城市森林以其強(qiáng)大的生態(tài)服務(wù)功能為城市發(fā)展提供保障。城市森林可殺菌，吸滯粉塵，稀釋、分解、吸收和固定大氣中的有毒有害物質(zhì)，起到凈化空氣、增加空氣中負(fù)氧離子量的作用。城市森林還可以減弱噪音，改善環(huán)境質(zhì)量，美化景觀，調(diào)節(jié)和改善城市小氣候

2、。因此，城市森林的生態(tài)服務(wù)功能也成為國內(nèi)外很多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。城市森林生態(tài)系統(tǒng)的水文過程及養(yǎng)分元素流動也是森林生態(tài)服務(wù)功能的重要組成部分。通過對哈爾濱市東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗林場4種類型城市人工林生態(tài)系統(tǒng)降雨再分配的水文過程及伴隨發(fā)生的營養(yǎng)元素遷移過程進(jìn)行深入研究，得出以下結(jié)論:
　　1)研究期間(2015年6～8月)，觀測到林外降雨總量為339.1mm，穿透雨是水文過程分量的主要組分，林冠截留次之。胡桃楸林、蒙古櫟林、興安落葉松林、樟

3、子松林的穿透雨分別占同期降雨的59.28％、58.27％、58.66％、54.76％，林冠截留分別占同期降雨的21.59％、23.24％、37.63％、36.51％。
　　2)四種城市人工林內(nèi)穿透雨的空間變異情況不同。胡桃楸林、蒙古櫟林、興安落葉松林、樟子松林內(nèi)不同觀測點(diǎn)的穿透率變異系數(shù)依次為14.83％、35.86％、17.52％、30.70％，其中胡桃楸林內(nèi)穿透雨空間變異性最小，蒙古櫟林變異性最大，且蒙古櫟林內(nèi)穿透雨的觀測發(fā)生

4、了聚集效應(yīng)（穿透雨率＞100％）。
　　3)大氣降雨中各營養(yǎng)元素的平均濃度排序為Ca＞8O42-＞NO3-＞PO42-＞K＞Cl-＞F-＞Na＞Mg＞Cu＞Fe＞Zn＞Mn，其中，陰離子占總濃度的62.62％，而金屬元素占37.38％;營養(yǎng)元素濃度的變異系數(shù)在0.096～1.493之間，其中Na元素的濃度變幅最大，Zn元素最小。
　　4)四種城市人工林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的穿透雨和樹干徑流中，陰離子的組成中以SO42-為主，金屬元素則

5、以Ca和K為主，三者濃度和均高于元素濃度總和的50％;而Cu、Fe、Zn和Mn四種金屬元素占元素組成的比例較小，四者之和均低于總濃度和的4％。
　　5)大氣降雨中營養(yǎng)元素的通量(kg/hm2)為Ca(14.276)＞SO42(11.185)＞NO3-(9.280)＞K(6.068)＞Cl-(5.204)＞PO42-(2.117)＞F-(1.879)＞Na(1.442)＞Mg(0.845)＞Cu(0.232)＞Fe(0.133)＞Z

6、n(0.126)＞Mn(0.036)。
　　6)林外降雨轉(zhuǎn)為林內(nèi)雨（穿透水+樹干徑流）過程中，發(fā)生了林冠對各離子不同的淋溶或吸附作用，從而產(chǎn)生了不同的通量變化。在四種城市人工林內(nèi)，Mg、Fe、Mn三種營養(yǎng)元素的通量(kg/hm2)均有增加，而Ca和Cu兩種營養(yǎng)元素的通量則均為減少，其他營養(yǎng)元素通量增減不一致。
　　7)四種城市人工林的林冠層對各營養(yǎng)元素的通量發(fā)揮著“源”或“匯”的作用不同。胡桃楸林冠層對F-、Cl-、NO3-

7、、SO42-、Ca、Na、Cu表現(xiàn)為“匯”作用，對PO42-、K、Mg、Fe、Zn、Mn則是“源”;蒙古櫟林冠層對F-、Cl-、PO42-、SO42-、K、Ca、Cu表現(xiàn)為“匯”作用，對NO3-、Na、Mg、Fe、Zn、Mn則是“源”;興安落葉松冠層對NO3-、PO42-、SO42-、Ca、Na、Cu、Zn表現(xiàn)為“匯”作用，對F-、Cl-、K、Mg、Fe、Mn則是“源”;樟子松冠層對F-、Cl-、PO42-、SO42-、K、Ca、Cu、