易浩宇，闫文德,3,*，梁小翠,3，欧阳硕龙，欧阳泽怡，郭 津，何 丹

(1. 中南林业科技大学，长沙 410004; 2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室，长沙 410004；3. 城市森林生态湖南省重点实验室, 长沙 410004； 4. 湖南省林业科学院，长沙 410004)

酸雨胁迫下樟树林降水中无机阴离子变化特征

易浩宇1,2，闫文德1,2,3,*，梁小翠1,2,3，欧阳硕龙4，欧阳泽怡1,2，郭 津1,2，何 丹1,2

(1. 中南林业科技大学，长沙 410004; 2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室，长沙 410004；3. 城市森林生态湖南省重点实验室, 长沙 410004； 4. 湖南省林业科学院，长沙 410004)

樟树; 无机阴离子; 穿透水; 树干茎流; 地表径流

近年来，世界已出现了第三大酸雨区，该地区包括我国长江以南广大地区、台湾岛、日本列岛、朝鲜列岛，其中中国地区的酸雨面积最大、酸性最强，酸雨地区占到中国国土面积的30%。酸雨对陆地生态系统以及水生生态系统的影响已越来越严重，引起了国内外高度关注[1- 7]。酸雨对森林生态系统危害巨大，能加速森林衰退，对树高以及树木材积生长有抑制作用，还能引起土壤性质的一系列变化，使重金属活化，从而抑制土壤中微生物的活性，使其数量减少，导致土壤贫痔化，如酸化的土壤能够使Ca大量流失，又使固态的Al溶解释放出来，当土壤溶液中Al含量上升和Ca含量减少到一定极限时，能够抑制植物的生长。酸雨可使湿地如河流、湖泊等酸化，促进底泥中重金属Al等溶解并进入水环境中毒害生物、污染饮用水源。不仅如此，酸雨还会损害文物古迹，腐蚀、侵蚀建筑物等。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地概况

试验地设在中南林业科技大学内部的城市森林生态研究站，中南林业科技大学位于长沙市市内，地理位置为111°54′—114°15′E，27°51′—28°40′N，海拔50—200m，属典型的亚热带湿润气候，年均降水量1361.6 mm，集中于4—7月，约占全年降水的45%，年相对湿度为80%，年平均气温17.4 ℃，本试验区地层古老，母岩以第四纪红壤为主，风化程度比较深，土壤为森林红壤，呈酸性。试验林林分是1984年人工营造的以樟树(占林地树种面积的85%)为优势种(与其它树种一起种植)的混合林，主要植物为常绿树种，生长有莽草(Illiciumlanceolautum)、木莲(Manglietiafordiana)、凹叶冬青(IlexchampioniiLoes)、格药柃(EuryamuricataDunn)、湿地松(Slashpine)、枫香(Liquidambarformosana)、杜仲(Eucommiaulmoides)、醉香含笑(MicheliamacclureiDandy)、桂花(Osmanthusfragrans)等乔木树种。造林前进行了平梯整地，造林后处于半自然状态，现郁闭度为0.7—0.8。林下植物主要有女贞(Ligustrumlucidum)、小叶女贞(Ligustrumquihoui)、凤尾蕨(PterismultifidaPoir)、菝葜(Smilaxchina)、山胡椒(Linderaglauca)、油茶(CamelliaoleiferaAbel)、木莓(FructusRubi)、大叶黄杨(BuxusmegistopHylla Levl)、南蛇藤(CelastrusorbiculatusThunb)、满树星(IlexaculcolataNakai)、铁芒萁(Dicranopterisdichotoma)等。

1.2 研究方法

1.2.1 林外降水测定

将标准雨量接收器放置于林内观测塔塔顶，接收林冠以上的大气降水。为避免污染物、昆虫等，于漏斗口处布置一层精制网状塑料纱布，进行过滤，并对纱布定时清洗。为防止藻类生长及保持雨量器清洁，每次水样收集完成后，用去离子水对雨量接收器进行冲洗。

1.2.2 林内穿透水的测定

根据林内林分的分布，选出林分分布均匀、林冠枝叶结构能够代表树冠平均的位置3处，每处选出1株与标准木相接近的樟树，樟树下方沿等高线选出3个具有代表性的采样点，采样点为树冠投影半径的0.6—0.65倍的位置，将雨量接收器放置于各采样点[14]。

1.2.3 树干茎流的测定

根据试验林分树高、林木密度、冠型结构及树干分枝角度等综合状况对观测样树进行选择。并按林木径阶分级挑选出观测样树，每个径级选择3株，每株样树用直径为2 cm沿中缝剖开的PVC软管由胸径处从上往下螺旋状缠绕于树干上，用结构玻璃胶粘牢，基部放置玻璃集水器收集树干茎流[14]。

1.2.4 地表径流的测定

林内设置有20 m×5 m的径流场2处，平均坡度为25°，把径流场四周砌成10 cm高混凝土围墙，并在径流场出口处设置测流堰，分别测定收集地表径流[15]。

1.2.5 采样时间及分析方法

根据降雨性质、天气情况及实验目的，分别于2012年11、12月、2013年1月、2月、3月、4月进行取样，共计取水24次，其中穿透水、树干茎流、地表径流一一对应的降水次数为20次。每次取样后，立即对水样进行pH测定，并对过滤处理后的样品通过离子色谱仪ICS- 900进行数据采集，采用SPSS、Excel程序进行数据分析、计算。

2 结果与分析

2.1 林外降水中无机阴离子含量

表1 林外降水无机阴离子含量

括号内数值为变异系数

2.2 林冠层中穿透水无机阴离子含量

表2 樟树林穿透水无机阴离子含量

2.3 树干茎流中无机阴离子含量

表3 树干茎流无机阴离子含量

2.4 地表径流中无机阴离子含量

表4 地表径流无机阴离子含量

2.5 降水中淋溶系数

淋溶系数的计算公式为：

表5 降雨净淋溶离子含量和淋溶系数

3 结论与讨论

3.1 不同城市大气降水中化学性质特征

表6 长沙市大气环境中SO2、NO2含量

*数据来源于长沙市环保局

3.2 穿透水、树干茎流养分特征及其与大气降水的联系

表7 大气降水阴离子与穿透水、树干茎流同种阴离子相关关系

**在0.01水平上显著相关; *在0.05水平上显著相关

3.3 地表径流养分特征及其与穿透水、树干茎流的联系

表8 地表径流阴离子与穿透水、树干茎流同种阴离子、穿透水pH的相关关系

**在0.01水平上显著相关; *在0.05水平上显著相关

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Variation of inorganic anions in precipitation in Cinnamomum cam forests

YI Haoyu1,2，YAN Wende1,2,3,*，LIANG Xiaocui1,2,3，OUYANG Shuolong4，OUYANG Zeyi1,2，GUO Jin1,2，HE Dan1,2

1CentralSouthUniversityofForestryandTechnology，Changsha410004，China2NationalEngineeringLaboratoryforAppliedTechnologyofForestry&EcologyinSouthChina，Changsha410004，China3KeyLaboratoryofUrbanForestEcologyofHunanProvince,Changsha410004,China4HunanAcademyofForestry,Changsha410004,China

camphor forest; inorganic anions; through-fall; stem-flow; surface runoff

国家林业行业公益性科研专项(201404316)；国家自然科学基金项目(31070410)；湖南省自然科学基金创新群体项目(湘基金委字[2013]7号)；城市森林生态湖南省重点实验室运行项目；国家林业局软科学项目(2013-R09)；中南林业科技大学青年基金重点项目(QJ2010008A)资助

2014- 01- 29;

2014- 08- 22

10.5846/stxb201401290208

*通讯作者Corresponding author.E-mail: csfuywd@hotmail.com

易浩宇，闫文德，梁小翠，欧阳硕龙，欧阳泽怡，郭津，何丹.酸雨胁迫下樟树林降水中无机阴离子变化特征.生态学报,2014,34(22):6528- 6537.

Yi H Y，Yan W D，Liang X C，Ouyang S L，Ouyang Z Y，Guo J，He D.Variation of inorganic anions in precipitation in Cinnamomum cam forests.Acta Ecologica Sinica,2014,34(22):6528- 6537.