全 文 ：林业 科学研 究



,






一













大气污染条件下马尾松针叶
营养元素变化的研究 ’
张 萍 杨光涝 李柏忠
关键词 大气污染 、 马尾松 、 营养元素
大气污染条件下森林衰亡的研究 , 自
 年代中期以来为国内外学者所重视〔‘一
」
对酸性
降水与马尾松林衰亡的研究指出 , 酸雨 、酸雾等酸性降水 , 加上


等酸性干沉降的长期胁
迫 , 可以导致马尾松机能失调 , 组织破坏和生长不良
 。
重庆南山区大气污染严重 , 本研究通过对污染区及正常区的马尾松林分针叶 , 进行了常量
及微量元素含量对 比分析 , 由元素含量变化 , 探讨大气污染对马尾松针叶变化以及林分生长的
影响 。

研究地区概况
研究地点选择在四川重庆南山 , 重庆市地跨



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和



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之
间 , 东西宽约


 , 南北长


 , 位于大 巴山之余脉 , 大娄山之北麓 , 四川盆地的东南角 ,
长江和嘉陵江的汇合处 。



气候
重庆属中亚热带湿润季风气候 , 主要特点是冬暖夏热 、无霜期长 , 降水丰富但分配不均 , 多
云雾 、少 日照 、风速小 、湿度大 、雨季长 , 雨 日多 ,形成了酸雨的有利条件 。



地形
地 貌呈现东北一西南的长条状山脉 、 地势东南高西北低 , 向斜形宽谷 , 迂回曲折的河谷 , 重
重迭迭的山脉 , 阻滞 了气流的运动 , 使

及


等污染物质郁积谷底 , 随着时间的推移 , 浓
度 日益增高 , 再被云层捕获 , 在云中发生一系列化学变化 , 经过成雨过程随雨水下落形成酸雨 。
因此 , 这里地势崎岖 、地形封闭是酸雨产生的温床 。



土壤
以酸性土壤为主 , 北暗络云山马尾松一映山红一铁芒箕植物群落下的黄壤 ,








,
南 山林场马尾松林下土壤




一


, 呈强酸性反应 ,



含量很低 ,







·

一 ‘ , 大
气中碱性微尘缺乏 , 缺乏碱性缓冲物质 , 雨水中的酸性物质失去中和作用 , 也是产生强酸性雨
的另一原因 。



林分
南山原有森林约






, 大部分为马尾松






 !









纯林 ,

 年起
发现马尾松死亡现象 , 并从零星死亡发展为成片死亡 。

 一

一
 收稿

张 萍副研究员 , 李柏忠
中国林业科学研究院森林生态环境研究所 北京
 


杨光澄
中国林业科学研究院林
业研究所
。

本研究是中国林业科学研究院





 年院基金资助项目


期 张 萍等
大气污染条件下马尾松针叶营养元素变化的研究

研究方法



样品采集





采集地点 大气污染区马尾松针叶采自重庆南山
正常生长对照区马尾松针叶采自重
庆绪云山 。
风向与气流对大气污染物的扩散 、迁移 、富集有极大影响 。主导风下风方向污染物浓度高 。
本研究的大气污染 区设在位于重庆市长江南岸的南山 , 正处于下风方向
正常生长对照区选自
同南山区地理上相近 、立地条件近似的绪云山自然保护区 , 该区位于主导风上风方向 , 未受污
染影响 。





采样方法 样品观察采集点共设
 个 , 其中重庆南山大气污染区的亭子山
 个 , 重
庆北暗绪云山正常生长对照区的尖顶坡
黛湖

 个
供试树种马尾松树龄均为
 一

, 针
叶采 自树冠中部向阳面当年生针叶
采集时间为生长停止前的
 月份



 年

样品采集后
当即在烘箱 内杀青

 , 并在
 ‘
烘箱内烘干备用 。





污染分级 根据有关文献〔
一’〕和试验地立地以及马尾松树冠形态 、 颜色将污染等级分
为
、
、

级 。


 树冠变稀程度


树冠密度正常
‘ 树冠密度减少





树冠密度减少





树冠密度减少

以上


 树冠结构


顶梢直且生长速度高
顶梢有弯曲现象 , 生长速度受到一定影响

顶梢弯曲变形 , 生长速度低


 树冠褪 色
范围和强度



全绿
部分部位有黄化现象

严重的大面积黄化
重庆南山大气污染区采样林分均属上述
项 内容 的
级 , 而络云山正常生长对照区采样
林分均属
级 。



样品测定方法



植物常量营养元素测定项 目

、
、
、

、

、

。



植物微量元素测定项 目


、

、

、

。
测定方法参照森林土壤分析方法
第八分册
, 森林植物与森林枯枝落叶层分析








 !一


, 国家标准局发布


年
。

研究结果



大气污染区与正常生长对照区的马尾松针叶营养元素的变化
大气污染区大气中


含量严重超标 , 雨水中

值平均为


一


, 最低为


一


,
酸雨频率高 , 雨水中以

乏一 离子最多 。年平均雾日

以上 , 雾水也是

值低和含


一 离
子最多 。 从马尾松针叶分析结果
表
 可知
大气污染区与正常生长对照区马尾松针叶
 种
营养元素含量中 , 大气污染区马尾松针叶中

的累积极显著 , 相当于正常生长对照区的
倍
林 业 科 学 研 究
卷
左右 ,

、

的累积也比较显著 , 而

、

、

、

变化不显著
由于大气污染区空气中



含量增加 , 而反映在马尾松针叶中
的含量增加并不显著
另一方面 , 大气污染区马尾松针叶
内
、
的含量却明显减少 。 由此可知 , 大气污染区马尾松针叶内
、
的缺乏 , 是导致马尾松
生长不 良的原因之一 。
表
大气污染区与正常生长对照区马尾松针叶营养元素比较
元 素 重庆南山亭子山
污染 区
重庆绮 云山尖顶坡
对照区
最小 最大 最大 显著性水平



·

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平均值
10.446
0.921
9.343
0.088
4.230
0 885
384.8
最小
9.676
0.596
5.029
0.032
2.331
0.654
290.0
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.
1 7 1
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7 4 1
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5 1 5
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1 3 0
.
0
1 5
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0
4 9 1
.
2
注 :差异显著性水平表示如下 : , , , , p ( 0 . 0 0 1 ; , , , p ( 0 . 0 1 ; , , p ( 0 . 0 5 ; , : s , p ) o · 0 5 。
3
.
2 大气污染对马尾松针叶的影响
大气污染对马尾松的危害首先表明在同化器官的针叶上 , 受害后针叶的典型症状是针叶
长度变短 、叶色褪绿变浅 , 针叶顶部出现黄褐色坏死斑 , 并逐渐向叶基部扩展至整个针叶 , 最后
针叶枯萎脱落 。 大气污染区马尾松针叶长度要 比正常生长对照区平均短 2. 2 cm , 黄 叶百分数
平均高 10 % (见表 2) 。
表 2 大气污染区与正常生长对照区马尾松针叶形态比较
测 定 地 点 针叶长度 (
em )
最 长 最 短 平均值
平均黄叶 (尖黄+ 枯斑 )
占总针叶百分数(% )
重庆南山亭子 山(污染区 )
重庆绪 云山尖顶坡 (对照区 ) :;
.
:
1
:
,
: : :
,
: 曹
3.3 大气污染对马尾松生长的影响
大气污染(酸雨 、酸雾等酸性降水 , 加上 5 0 :等酸性沉降物 )可 以导致马尾松机能失调 , 组
织破坏和生长不良 , 如此若干年后 , 濒危马尾松往往死于暑旱或虫害 。大气污染区 16 年生马尾
松树高仅为 s m , 胸径为 n , o c m ; 而正常生长对照区 14 年生马尾松树高为 16 m , 胸径为 21 .3
cm (表 3)。 从相同立地条件 、相同树龄的林分相比 , 大气污染区马尾松的生产力损失初步估算
约为一 50 % , 其净生产量正常生长区约为大气污染区的 2~ 3 倍 。
表 3 大气污染区与正常生长对照区马尾松生长比较
、 , , 点 气a尹 树 高(m ) 胸 径(em )最大 最小 平均值 最大 最小 平均值
重庆南山亭子山 (污染区 )
重庆绪云山尖顶坡(对照区) :: ::
.
: 亢.几 几.0 ;:.: 几.飞 11.021.3
期 张 萍等:大气污染条件下马尾松针叶营养元素变化的研究
参 考 文 献
2
3
4
5
6
7
Zeeh W , S u t t n e r T h , P o p p E . E l e m e n t a l a n a l y s e s a n d P h y s i o l o g i e a l r e s p o n s e s o f f o r e s t t r e e s i n 5 0 2 一p o l l u t e d a r e a s
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9 3 一 118.
刘厚 田 , 杜晓明 , 张维平.重庆南山的酸性降水与马尾松林衰亡.见 :中国林学会 主编.酸雨与农业.北京:中国林 业出
版社 .1989.140一 146.
l ing K A , P o w e r 5 A . A s k h m o r e M R . A s u r v e y o f t h e h e a l t h o f F a g u s 卿lu口 tic a in s o u th e r n B r it a in . J . A p p lie d E -
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5 一 30 6.
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