全 文 ：}报 告 }
加拿大安大略中部衰退中的糖枫
树轮化学性质
T h eT r e e
·
r i ng C h em i s tr yo f Dc el i ni ng S ug a r Ma l P ei n
C e n tr a l o n ta r i o
,
C a n a d a
S h a u n W a t m o u g h
,
T o m B r y d g e s
,
T o m HU t c h in S O n
生长在由安 大略前寒武纪地质风化 而 来的贫瘩土壤上健康的
和正在衰退的枪枫林 , 其树轮大 小和 化学性质被 用来记载 自 1 94 0
年 以来树木养分 的变化历 史 。 从 19 86 年起 , 在 伪 r se t 每年可 以观
察到树木大幅度 衰退 的症状 , 在 4 0 年代期 间形成 的树轮其宽度 已
经减小 , 而 19 50 年 以后 树轮大 小 和 C a 、 M g 、 M n 的 浓度均 没有 变
化 。 但是 , aC 浓度 ( 680 m g k/ g )和 M g 浓度 ( 1 00 m g k/ g ) 已经属于最
低枪极树木的记录 。 助 r ign 的糖极比 伪 rs et 的要健康些 , 可在 60
年代也发生 了树轮宽度减 小现象 , 比 E地 r s e t 晚减 20 年 , 并伴 随着
aC 和 M g 浓度 的显著降低 , M n 浓度 的降低尤为 突 出 。 徽量元 素
或 lA 的毒性不 可能是对 衰减症状 的直接响应 。 如 果 OL ir gn 是安
大略 中部看上去 比较健 康 的糖枫林 的代表地 , 那 么在未来 20 年
中 , 由养分短缺 引起 的衰退症状将更广泛地发生 。
假设是树轮化学性质反映 了它们形成年份的环境变化 [` 2] 。 在糖
枫林中 , 由人为土壤酸化引起的土壤化学性质变化可 以 由树轮化
学性质的变化反映出来 , 在两个年轮之间很少有侧向的元素运移 ,
可能由此能够将土壤化学性质的历史变化测定出来 [` 3了。 另外 , 糖
枫没有 明确的心材 , 从木髓到形成 层一些元素浓度具有良好的自
然径向趋势特征 , 从而能对树轮化学数据进行准确地解释 。
以前在欧洲和北美 云杉 一 冷杉林分中进行的树木化学研究已
经表明 , 从 60 年代起形成的树轮中碱性阳离子水平已经减少 而铝
的水平增加 〔’ 5 , ’ “ 〕 。 较低的碱性阳离子 : 铝 比率 , 在近些年来形成
的树轮中也已与魁北克衰退 的糖枫林联系起来 〔` 7 〕 , 尽管人们对安
大略糖枫林衰退的树轮化学性质知道得很少 。 现在研究的 目的是
比较显 示出严 重衰退症状的糖枫和生长在安大略中部浅层酸性灰
壤上 、看上去相对健康的糖枫的树轮化学性质 。 对 19 4 7 年以后形
成的树轮进行了分析 , 提供了过 去 50 年的树木养分变化记录 。 这
些数据 可能为详细地探索安大略糖枫衰退的成因提供依据 。
引 言
已经有人提出了一些解释有关加拿大东部近来糖枫衰减的假
设 。 尽管森林减少存在着潜在的人类因素〔2〕 , 但害虫引起落叶 、 真
菌的攻击和一些极端的影响诸如干早 和暖冬都毫无疑问地是 区域
性森林消失的贡献者川 。 人类对覆 盖前寒武纪地盾的糖枫森林的
主要压力来自以硫磺和氮氧化物形式出现的酸性沉积物 [ 3〕。 安大
略周围环境 的酸 雨 已 经加速 了碱性 阳 离子从 土 壤表层向 下 淋
滤 4[J ,这种淋滤可能继续产生 当前水平的酸性沉积物〔3〕。
由于缺乏酸性沉积物对糖枫森林影响 的历史资料 , 许多研究
只能对这些可能敏感的森林的现在养分水平进行 测定 。 然而 , 可
以根据正在衰退的糖枫树叶判断出养分不 足〔` , 5〕 , 在安大略 , 人们
将 aC 和 M g 的不 足 与前 寒武纪地盾 上 糖枫森林 减少联 系 起
来呱 , l。 这些养分短缺 不可 能由酸雨对树叶的直接淋滤而引起 ,
只有当降雨 p H 值小 于 3 . 5 时 , 才可能发生圈 。
树木年轮学的研究表明衰退的树木在出现显著的树冠减小症
状前几十年就表现出较低的径 向生长 〔9 〕 , 在加拿大东部和美 国东
北的一些近期研究也已确定在 60 年代树轮宽度减 少 的搪枫目前
显示衰退症状 , 这与许多原因有关 , 其中包括养分不足 [ 9 · ` ” 〕。 树木
化学技术能够使我们记录树木化学性质的历史变化 , 这样就能够
提供对衰退症状的成因和确切时间的较为深远 的观察 , 并确定对
酸的继续沉积敏感的地区 〔’ `〕。 所有树木化学研究中一个 重要 的
喻、 / 尹
{哥
圈 1 在 8 月最初两周 采集的 . 枫树叶中的 C a 和 M g 浓度 《gm 龟 ) 。 这
是 由每个试验地的 10 一 25 裸树获 得的平 均值 土 《5 . E . ) 。 试 驻地是 在
前寒武纪地盾上的北部沟 、 s ln dr dl ge 、 oD rse t 和 L o ir 理 。 在 s朋 d“ d罗 和
D匕 n 记 t 可 以观案到衰退症状 。 树叶的临 界值是 7 一 , gm c a馆 和 1 . 0 一
l
·
3鸣 M g g/ [’ . ]
6 1 2 A M B IO@ 版权 为瑞典皇家科学院所有 A rn bi o V o l . 2 8 N o . 7 N o v . 19 9 9
} 报 告 }
加拿大安大略中部衰退中的糖枫
树轮化学性质
T h e T r e e
·
r i n g C h e m i s tr y o f D e c l i n i n g S u g a r M a P l e i n
C e n tr a l o n ta r i o
,
C a n a d a
S h a u n W a t m o u g h
,
T o m B r y d g e s
,
T o m HU t c h in S O n
生长在由安 大略前寒武纪地质风化 而 来的贫瘩土壤上健康的
和正在衰退的枪枫林 , 其树轮大 小和 化学性质被 用来记载 自 1 94 0
年 以来树木养分 的变化历 史 。 从 19 86 年起 , 在 伪 r se t 每年可 以观
察到树木大幅度 衰退 的症状 , 在 4 0 年代期 间形成 的树轮其宽度 已
经减小 , 而 19 50 年 以后 树轮大 小 和 C a 、 M g 、 M n 的 浓度均 没有 变
化 。 但是 , aC 浓度 ( 680 m g k/ g )和 M g 浓度 ( 1 00 m g k/ g ) 已经属于最
低枪极树木的记录 。 助 r ign 的糖极比 伪 rs et 的要健康些 , 可在 60
年代也发生 了树轮宽度减 小现象 , 比 E地 r s e t 晚减 20 年 , 并伴 随着
aC 和 M g 浓度 的显著降低 , M n 浓度 的降低尤为 突 出 。 徽量元 素
或 lA 的毒性不 可能是对 衰减症状 的直接响应 。 如 果 OL ir gn 是安
大略 中部看上去 比较健 康 的糖枫林 的代表地 , 那 么在未来 20 年
中 , 由养分短缺 引起 的衰退症状将更广泛地发生 。
假设是树轮化学性质反映 了它们形成年份的环境变化 [` 2] 。 在糖
枫林中 , 由人为土壤酸化引起的土壤化学性质变化可 以 由树轮化
学性质的变化反映出来 , 在两个年轮之间很少有侧向的元素运移 ,
可能由此能够将土壤化学性质的历史变化测定出来 [` 3了。 另外 , 糖
枫没有 明确的心材 , 从木髓到形成 层一些元素浓度具有良好的自
然径向趋势特征 , 从而能对树轮化学数据进行准确地解释 。
以前在欧洲和北美 云杉 一 冷杉林分中进行的树木化学研究已
经表明 , 从 60 年代起形成的树轮中碱性阳离子水平已经减少 而铝
的水平增加 〔’ 5 , ’ “ 〕 。 较低的碱性阳离子 : 铝 比率 , 在近些年来形成
的树轮中也已与魁北克衰退 的糖枫林联系起来 〔` 7 〕 , 尽管人们对安
大略糖枫林衰退的树轮化学性质知道得很少 。 现在研究的 目的是
比较显 示出严 重衰退症状的糖枫和生长在安大略中部浅层酸性灰
壤上 、看上去相对健康的糖枫的树轮化学性质 。 对 19 4 7 年以后形
成的树轮进行了分析 , 提供了过 去 50 年的树木养分变化记录 。 这
些数据 可能为详细地探索安大略糖枫衰退的成因提供依据 。
引 言
已经有人提出了一些解释有关加拿大东部近来糖枫衰减的假
设 。 尽管森林减少存在着潜在的人类因素〔2〕 , 但害虫引起落叶 、 真
菌的攻击和一些极端的影响诸如干早 和暖冬都毫无疑问地是 区域
性森林消失的贡献者川 。 人类对覆 盖前寒武纪地盾的糖枫森林的
主要压力来自以硫磺和氮氧化物形式出现的酸性沉积物 [ 3〕。 安大
略周围环境 的酸 雨 已 经加速 了碱性 阳 离子从 土 壤表层向 下 淋
滤 4[J ,这种淋滤可能继续产生 当前水平的酸性沉积物〔3〕。
由于缺乏酸性沉积物对糖枫森林影响 的历史资料 , 许多研究
只能对这些可能敏感的森林的现在养分水平进行 测定 。 然而 , 可
以根据正在衰退的糖枫树叶判断出养分不 足〔` , 5〕 , 在安大略 , 人们
将 aC 和 M g 的不 足 与前 寒武纪地盾 上 糖枫森林 减少联 系 起
来呱 , l。 这些养分短缺 不可 能由酸雨对树叶的直接淋滤而引起 ,
只有当降雨 p H 值小 于 3 . 5 时 , 才可能发生圈 。
树木年轮学的研究表明衰退的树木在出现显著的树冠减小症
状前几十年就表现出较低的径 向生长 〔9 〕 , 在加拿大东部和美 国东
北的一些近期研究也已确定在 60 年代树轮宽度减 少 的搪枫目前
显示衰退症状 , 这与许多原因有关 , 其中包括养分不足 [ 9 · ` ” 〕。 树木
化学技术能够使我们记录树木化学性质的历史变化 , 这样就能够
提供对衰退症状的成因和确切时间的较为深远 的观察 , 并确定对
酸的继续沉积敏感的地区 〔’ `〕。 所有树木化学研究中一个 重要 的
喻、 / 尹
{哥
圈 1 在 8 月最初两周 采集的 . 枫树叶中的 C a 和 M g 浓度 《gm 龟 ) 。 这
是 由每个试验地的 10 一 25 裸树获 得的平 均值 土 《5 . E . ) 。 试 驻地是 在
前寒武纪地盾上的北部沟 、 s ln dr dl ge 、 oD rse t 和 L o ir 理 。 在 s朋 d“ d罗 和
D匕 n 记 t 可 以观案到衰退症状 。 树叶的临 界值是 7 一 , gm c a馆 和 1 . 0 一
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3鸣 M g g/ [’ . ]
6 1 2 A M B IO@ 版权 为瑞典皇家科学院所有 A rn bi o V o l . 2 8 N o . 7 N o v . 19 9 9
素浓度变化非常大 , 但是在 0 . I M aB C 12 溶液中提取的 aC 、月 、 K 和
M
n 没有大的差异 (表 1 ) 。 I沁 r s e t 表土中提取的 M g 浓度非常低 ;
在这里 M g 值为 0 . 60 c mo l k/ g , 而在 助 h n g 为 2 . 07 e m o l k/ g 。 在两
个地 区 川 的水平均很高 , 导致了表土 中较低的碱性 阳离子— AJ的比率 。
树轮 大小
在 伪 rs et 树轮的宽度在 4 0 年代中期迅速减小 (图 3 ) 。 树轮
宽度在 19 4 0 年以前一般在 1 . s m m 以上 , 但是自 1 9 4 5 年 以后形成
的树轮减少到 0 . gm m 宽 。 20 年后在 助ir ng 发生了相似的迅速减
少的情况 , 树轮宽度从 1 9 6 0 年前的 2 . om m 减少到 19 6 6 年以后的
1
.
2 m m
。 树轮宽度的差异及生长减缓的时 间确定导致了在 伪 sr et
以较老的树木作为样本 , 尽管平均 d h b 可 以在两个地区进行 比较
( oL ir
n g 为 33 . 3 士 6 . 1。m ;氏 ser t 为 34 . 4 士 6 . l e m ) 。
树轮的元素浓度
在 oD sr et 树轮中 C a 、 M g 元素的浓度是很低的 , 自 194 7 年 以
后一直保持相对稳定 (图 4 ) 。 aC 、 M g 的平均浓度分别为 6 80 m g /
k g 和 1 00 m g k/ g 。 1 9 4 7 一 1 9 9 7 年形成 的木材中 K 的浓度很少 变
化 ,尽管 5 50 m g 八g 的 K 值与其他地方报道 的糖枫木材中 的值相
比不是特别的低 (图 4 ) 。 相反 , 在 19 6 0 年以前 oL ir n g 糖枫木材中
的 aC 、 M g 元素浓度是很高的 , 但是在 60 年代期间减少到与 oD sr et
记录的值相似 。 相似的 K 浓度情况是非常明显 的 , 尽管 K 的减少
是在 7 0 年代 , 在 8 0 年代形成的木材 K 浓度在 助 ir n g 低 于伪 sr et 。
然而 ,在两个地方在最近形成的木材中 K 浓度增大 , 这是糖枫木
材中的自然径向趋势 。
从 194 7 一 1 99 7 年在 肠rs et 形成的树轮 , 其 M n 浓度相对 比较
稳定 ,在 10 m g八g 左右 , 但是 比 切 ir n g 低得多 (图 5 ) 。 另外 , 60 年
代在 LD r i ng 树轮中的 M n 浓度迅速减少 ,这 和木材中 aC 和 M g 的
浓度减少及生长减缓的时期是一致的 。 M n 浓度从 40 年代形成
的木材中的 40 m g瓜g 减少到 60 年代中期的 20 m g 八 g 。 川浓度及
微量金属在树轮中不是很高 , 不过 iA 浓度在 肠sr et 尤其是在 80
年代形成的木材中稍高一些 ( 图 5 ) 。 铁浓度在两个地方是相似
的 ,在最近形成的树轮中有所增加 (图 5) 。 同样地 P b 、 dC 、 C u 的浓
度在两个地方是相当的 , 但是没有显示明确的径向趋势 (图 6 ) 。
1 1 1 . J . 1
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O一1 9 20 1 9 3 0 1 9 4 0 1 9 5 0 1 9 60 1 9 7 0 1 9 8 0 1 9 9 0 2 0 00丫e a r圈 3 安大路中部 刃七 n沈盆粉权 〔应钱 )和 L o r ign . 拥 ! 实钱 )历 年平均树轮宽度 (~ 》年衰 。 在每个试验地的年 衰傲据均 追溯到 . 年轻 的树木I n 二 6 )
讨 论
在相对短的时间内 , 平均树轮宽度在这两个地方迅速减少 , 此
后又保持相对稳定 。 在 肠 sr et 这个显示较严重 的衰退症状的地
方 ,树轮宽度的减少发生在 4 0 年代 , 而 助ir n g 树轮宽度的减少发
生在 20 年以后 即在 60 年代 。 两个地方的树轮差异不是由于树的
直径的差异 。 在以前的研究中 , 树轮宽度的减少是与污染压力包
括臭氧 〔’ 2〕 、 重金属 〔” 〕 、跳 〔2 4 〕和 酸性沉积 〔’ 5] 联系在一起的 , 尽
管 , 自然胁迫诸如干早 、 食草动物活动和害虫侵袭 [2 , ]也可 能导致
严重的树轮宽度减少 。
在 60 年代初 , 一些作者对有关树轮宽度有相似的报道 , 都是
在目前糖枫树表现出衰退态势的地方 〔 2 , 9 · ` “ 〕 , 尽管这些减少的原
因是争论的 目标〔2 , 2 8〕。 在安大略 , R y an 等人川分析了 6 个地方的
糖枫树轮宽度变化 。 进行年龄 、降雨和 温度影响判断后 , 发现在 6
个地方中的 5 个地方从 60 年代开始发生 了树轮宽度的减 少 。 有
趣的是在缓冲较差的酸性灰壤中 , 愈向北部生 长减缓的情况愈严
重 ,作者们得出结论认为大气污染可 能是衰退 的成因动力 。 R ay n
等人 [2〕报道的减少的时间是与在 助ir n g 观察到的一致的 。 可是
在 E的 r s e t 树轮宽度的减少发生得要早得多 , 尽管这一地 区在历史
上接受了由加拿大南部和美国产生 的酸性较高的物质输人 〔2 9〕。
例如在 M e e 一e n a h e n 和 n 犯 h in g e r [ 3 0 ]报道了在 30 年代末及 4 0 年代
早期与战争需求有关的俄亥俄河谷空气污染物排放可能激增 。
自 1 94 5 年以后在 肠 r se t 形成的相对一致的树轮宽度排除 了
害虫侵袭作为衰退贡献者的情况 。 G~ 〔 3 , 〕记载了安大略糖枫在
害虫食掉树叶使树枝的死亡率达 4 0 % 后在 3 年中良好树冠条件
的恢复状况 。 如果较细的根 系已被土壤中较高的 lA 水平所破坏 .
树轮宽度的减少可能与浅土层中较低的水分营养有关 。 如果干早
是生长不 良的唯一贡献因素 , 那么 ,所有养分的浓度都将可能在较
小的树轮中较低 。 事实上 , 表现出减少最多的元素是 aC 、 M g 和
M n
, 这三个元素是在前寒武纪地盾上进行的酸化野外试验中流动
性最大的元素 , [ ’ 3 〕 , 这说明 ,在这两个地方均发生 了土壤酸化 。
在两个地方均表现出 M g 和 aC 的亏损与树木 生长发育不良
有关 , 很可能就是在 E七 rse t 观察到的明显的衰退症状的原因 , 在木
材中至少已经有 50 年养分含量很低 。 从糖枫中发现 , 木质与树叶
斑 1 从史大雌 。公能 t 和 肠 r l璐 衰土中可用 。 . I M 肠` 12 提取元介的浓度。 值为卑均位 土标准禽差
土中元素浓度 (c m ol k/ g ) 摩尔比
地点 团 aC M g 二 K M n lA ca : 拟 _ 一丛斑夕 现 : lA
切巧魂 4 . 7 12 . 0 8 土 5 . 5 5 2 . 07 士 0 . 8 8 3 , , 3 士 2 . 2 6 0 . 4 8士 0 4 1 9 ;很2士 10 6 5 1 . 24 0 . 2 1 1 . 8 6〔七 r se t 4 . 6 1 5 9 3士 l l . 29 0 . 6() 土 0 . 3 8 5 . 32 士 丈. 0 7 0 . 50 士 0 . 3 5 12 . 3 7 土 9 `侧 1 . 2 8 0 . 0 5 1 . 7 1
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对对傲种挽盆翻进行双尾 t枪段 “ 川 ; 现二 孩性阳离子
6 1 4 AM BI O。 版权为瑞典 皇家科学院所有 儿 1 1b i o V o l . 2 8 N o . 7 N o v . 1 9 9 9
.中一些元素成正相关关系 ;这表明树轮化学性质 反映 了树木的营
养状况 〔` 3〕。 Mg和 c a的浓度是文 献报道 中 的最低值 〔’月〕 , 这不可
能是由于元素的自然径向趋向而造成的 。 已经知道从木髓到形成
层 M g 和 aC 浓度减少 t` 5〕 , 可是 , 这种减 少不是树木年龄的作用而
是树木径向作用 32[ 〕。 文献中报告的值表 明当树木在比本文研究
土壤为肥沃但酸性较弱的土壤中生 长时 , 尽管树干直径较大 , 树轮
中的 M g 和 c a 浓度仍非常高 〔` 4 ] 。 例如 ,在安大略南部土壤 p H 值
) 6
.
0 的 4 个地方生长的 db h ( 7 0 e m 的糖枫树中 , w a t m o u g h 等
人 〔:3 发现 1 9 65 一 1 9 9 5 年间形成的树轮 中 ca 的浓度在 80 0 一
9 0 0m g 电 , M g 浓度在 1 4 0 一 1 80 m g电 。
在安大略 ,糖枫衰退的发生率已被与 M g 和 C a 的不足联系起
来 .6[ , 〕。 前寒武纪地盾上 覆的表土其 M g 和 c a 含量很低而 lA 含
量很高 [7 ] 。 在 氏 sr et , 土壤中 M g 含量极低 。 实际上 , 与在魁北克
显 示 出树 叶 M g 浓度 不足症状的 糖枫树下土壤相 比 ,氏 sr et 糖枫树下土壤中 M g 含量还要低得多图 。 在这两个地方土壤中 ca 的
水平没有多大差别 , 只是土壤 中月 水平较高 , 可能是与糖枫吸收
M g 和 ca 量相对抗 34[ 」。 在前寒武纪地盾上 生长 的糖枫树叶中元
素水平不足 , 一般 aC 和 M g 可 以达到临界 水平 , 与看上去健康的
糖枫树相 比如在 oL ir gn , 处 于衰退 中的糖枫树叶其 aC 和 M g 水平
一般较低 , 例如在 伪 r s e t 。 另外 , A d a m s H u t e h i n os n [“ 〕报道 , 在安大
略中部 , 与看上去健康的糖枫树下 的土壤相 比 , 具有衰退症状的糖
枫树下 土壤中的 aC 、 M g 和 M n 浓度较低 。 出现在两个地 区 的任
何一个地区具有健康和衰 退症状 的糖枫树 , 尽管存在相 当大的区
内的变化 ,但衰退 中的糖枫树生物 量 和根 系中 C a 浓度都是低得
多 。 这进一步表明衰退是与土壤有关的因素造成的 。
在两个地 区糖枫树轮中的低养分可能是 由于 酸性沉积所致 。
M n 被认为是一个很好的土壤酸化指标 〔3 , , 3“ 〕 。 如果 土壤中有足够
的 M n , 则表明较低的土壤 p H 值与木质 和树叶中较高锰的的水平
有关 〔3 5 〕。 在对安大略北部和 中部北方森林和 硬木进行 的野外研
究中发现 , 有意识的表层土壤酸化导致 木质和树叶 中的 aC 、 M g 和
O
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Mn 浓度增大〔 ’ 3 , 36] 。 当这些研究延长 5 年以上 , 树叶中的 ca 、 M g
和 M n 浓度在较高的酸性处理下减少相当大 , 这可能是由于土壤
表层淋滤损失较大所致 ( H ut hc in so n 等人未发表的数据 ) 。 尽管在
两个地区存在相似的土坡 p H 值 , 在 oD r se t 自从 1 9 4 7 年 以来形成
的树轮中 M n 水平含量一直较低 。 除此之外 , 在 L。 巧ng 的 60 年代
时 ,伴随着 aC 、 M g 水平的降低和糖枫树轮的迅速减窄 , M n 浓度也
在迅速减小 。 在 以前 的研究 中没有发现 M n 有显著 的径 向趋
势【’ ` · 3] 表明 , M n 浓度的径向减少可能是由于 M n 可利用性的减
小 , 也可能是由于表土淋滤损失造成的 。 与糖枫有关的酸性沉积
对菌根的负面影响可能也影响着树的营养状况 , 尽管目前菌根对
维持树木健康的作用还不清楚 37[ 〕。
( )习 t 和 。 m ier 〔’ 7〕也报道在魁北克 , 与健康的糖枫树相 比 , 呈
现衰退症状的糖枫树轮中 lA : aC 和 川 : M g 比率是 比较大的 。 尽
管作者们没有提出衰退树木的 aC 、 M g 年代表 。 也有报道指出安
大略中部白松 (几 , u : : t r砧 u : L . )近来形成的树轮中 lA 水平的增
加〔38j 。 同样地 , M ho a m ed 等人 〔3 9 ]也报道 , 在安大略 , 与健康的糖
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枫树相比 , 出现衰退症状的糖枫树整个树核中的 lA 水平有相当大
的增加 。 在本文的研究中 , 尽管本项和其他研究的衰退中的糖枫
树其 用水平没有明显地高于看上去健康的糖枫 , 也不 可能处在毒
性水平 , 但在 E匕 r s e t 糖枫树木质中的 lA 水平趋向变高 , 特别是在
80 年代 。 土坡中较高 iA 水平可 能会破坏根系 , 然 而也 可能增大
树木中的养分短缺 〔 34〕。 在两个地区糖枫树中 c u 、 P b 和 dC 水平是
相似的 , 没有显著的径向趋势表明大范围的运输和附近建于 19 71
年的高速公路的微量金属排放并没有对 〔匕 r s e t 的糖枫产生胁迫 。
iL ke ns 等人 〔4“ 〕报道在北美 即使硫酸盐排放减少 , 森林生态系
统的恢复也会因为大量 aC 、 M g 淋滤到地表水中而延迟 。 另外 , 不
象硫酸盐 , 硝酸盐的排放并没有减少 , 它继续对北美酸性土壤上生
长的森林产生威胁 。 例如 J b s t e r 等人 [4 〕报告 , 安大略中部错枫森
林中的 aC 、 M g 淋失与硝酸盐有关而不是与硫酸盐有关 。 这表明
前寒武纪地盾上的糖枫森林己经显著地受到威胁 。 A r p 等人3[] 区
分了安大略中部几个地方的差别 , 尽管森林不同区域对酸性沉积
的即刻敏感性不 同 , 但 目前酸性输人 可 能正 威胁着森林 的健
康 【` 3 ] 。 在一个森林区域土壤养分状况的空间变化是非常大的 , 由
此表明 ,显著的衰退症状发展将是一个渐进的 、 非均质的发展过
程 。
进一步考虑的是木质部和树叶必须有最小的 aC 、 M g 水平 , 当
这些元素变得有限 ,树可能通过树叶和枝干凋落 (糖枫衰退的一个
显著特征 )而进行响应 , 以维持其余树叶足够的元素水平 。 当这些
元素有限时 ,树叶和细根需要大量的 aC 和 M g , 树冠体积 和细根
数量可能减小 ,可能增大 了树对其他胁迫诸如干早的的敏感性 。
养分短缺也可能使树木容易受到其它胁迫如害虫或藻类的袭击 ,
这将最终造成树木的死 亡 。 目前对树木评价的方法考虑 了一些诸
如消亡 、透明度 、树叶大小 和颜色等因素 , 这些是非常有用的森林
消亡指标 , 并能对每年森林变化有非常好的指示作用 。 如果糖枫
衰退是由于养分不 足而进行数十年的过程 ,那么 , 死亡的树枝将因
此而使逐渐消亡和逐渐减少 的透明度突然中断 。 因为这是一个渐
进的过程 , 树冠的体积在许多年中将会减小很多 , 还有一些事情不
在通常考虑的 目前衰退等级系统之内 。
本研究 和 R ya n 等人的研究〔2〕都发现安大略糖枫树木生 长的
减缓 ,但看来 , 这或许并没有预示加拿大东部其余地区森林生长形
势 〔2 , 4 ’ 〕 ,尽管在宾夕 法尼 亚也发现 了同样的生 长减缓的情况 0[] 。
然而 ,如果 伪 rs et 和 oL ir gn 是 生长在前寒武纪地盾上糖枫森林的
代表区域 , 由于 aC 和 M g 不足 , 严重的而显著的衰退症状的发生
或许可能增大 了已有的酸性沉积水平 。 同样也有关于美国东北 和
欧洲衰退云杉 一 冷杉森林其树轮中 ca 和 M g 减少的报道 t g , `“ 〕 , 在
佛蒙特州对衰退的糖枫森林林分进行的加石灰研究表明 , 加石灰
已经增加了树叶的养分 、增大了树叶的径向生长 、减缓了衰退症状
的严重程度在 〔4 2 〕 。 研究表明 ,在世界许多地 区森林对酸性沉积正
变得更加敏感 , 树木化学技术可以用于 区分养分不足导致的生长
减缓和气候或生物因素导致的暂时消亡症状 。
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圈 ` 安大略中部自 l , 4 7 年以来形 成的枯权树轮中平均 P b 、 dC 和 C .
浓度 。 . 恤 n姆 t . 权 (宜峨 ) ; L心 d gn . 权 (实钱 )。 傲据点与每 5 年段的 中
间点一致 ( n , ` )
6 16 AM B I O迄)版权 为瑞典皇家科学院所有 儿 n b io Vo l . 2 8 N o . 7 N vo . 19 9 9
参考 文献与 注释— Bie r r lt朋d M98 9aturl此 哭tri imbaln 3W S火 衍soT C阴ds 卫(9) an nghe扔dcl ithasm Q SOP try iarm (Aac haru) anru m2 RyanD流J len0丑 MLashli andGor AM194 I印reti ari EniroP l10邓 90of grmPl (Asach rum)g lgi加m alnd hno如 3Co aCS胡d GrigaD下 5Usef alInjmi mra idfi而d irod 〔FoR es24568- 5 比 f化ec ymEn ronQua 0963A pAoj T朋M峨 196C t ad能 5G yRH dsoS dCt 2 tuig 1PHrof Pf t即 OC C丈FO R269- mn te igFO Sc了8一 309 6W g h 刃S E卫5 丁七Pc mlteFo steNW HazlPW NilJA andMri IK98 lachi加m aci drai achtendy lmhitI’y ijackP (b,ks ianL币b〕garP foier p肥acd opt dintrfa OS n oirC dW SOl 890正85 26 3l m Mu KrckB ndWe P3 颐ofm M 肚 饥 化 to肛 o 肚es盯 m m田n 叱即 川6 dCM an C92 Fine thande 而alm加 138 hak andR DN198 6D ihm i】bf盯m dS m 加爬 th tO化man M Mag能 m叱c ymP socth 加grPl i比kl erLtin outh srQb Cnd 9Moh ed火 thksy Hhi TCM Lgl Land幻hI FoR18 12659 JC 197R iPbe garm leci drePO8 HG 8Ef七 fldc 面Py ilg fir an gt W SlPo 卯32 27二:{鬓 然熙熊:淤 :蒸蘸褂 淤巍2 mato198 8TPig rigfoth irometal talhe l1Ch 23- 3603A 07 4Th authk ri名Sag fota fid mi3 HhisT 刃W S 卫5nd rgd J刀98T Fi b而讹d2 1 lt re2M 毗hfe trod POand 1cf Pe(Asa加Marh JinOar Candexp rimetalu dyca丈Fo Res28,塑卜31014 FliL ockhm GJ E198H irls 石ny q W “2健5 sdet巨E人 BeIlx 下M加 s 95R 吮iatontie rigasd orftheim acf Pheridpo idfocaJ凡R I夕586- 916 Sh】WC SmthKT McR即 dl 195而 larm茎 男誉骂黔 刚 na 刚pru an咖 ~……蔡攀
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,
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P u b lis h e d d a ta 叻 d e m o g ar P h ie Pa r a m e te rS . A P roj e e t io n m o d e l w a s
e la b o srt e d w h e er a n n u a l v a r ia tio n s in th e e o m Po s it io n o f e a te h e s b y s e x
a n d a g e w e re ta k e n in to a e e o u n t
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一
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h u n t in g
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T h e e u m u la t iv e g ro wt h r a t e fo r t h e c it ie s a n d fa r g e
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