全 文 ： 第 vy卷 第 w期u s s s年 z 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤ „∞
∂ ²¯1vy o ‘²1w
∏¯¼ ou s s s
杉木林截留对降水化学的影响
樊后保
k福建林学院资源与环境系 南平 vxvsstl
摘 要 } 在福建南平地区 o选择离污染源距离不同的两片杉木人工林建立监测场 o对降雨 !穿透雨和树干径
流化学进行了连续 v年kt||w ∗ t||yl的定位研究 ∀降雨通过林冠后 o其化学性质发生了显著的变化 ∀穿透
雨较降雨的 ³‹ 值稍低 o但伴随离子浓度的增加 o穿透雨的电导率明显升高 o而树干径流的酸化和养分富集现
象均十分显著 ∀降雨和穿透雨酸度表现出一定的季节变化趋势 o其最低月均 ³‹ 值普遍出现在夏季 o最高值
在冬季 ∀而降水电导率则表现出与离子浓度相同的明显的季节变化格局 o两者月均值均以夏季最低 o冬季最
高 o春秋季居中 o这种格局强烈受降雨量的控制 ∀树干径流酸度与 ≥’u2w 浓度之间密切相关 o但降雨和穿透雨
的氢离子浓度和酸2碱离子浓度比 Ρ[ Ρ € k≥’u pw n ‘’v p lrk≤¤u n n  ªu n l 间相关显著 ∀离污染源距离的远
近对降水化学的影响也比较明显 ∀
关键词 } 杉木林 o降雨 o穿透雨 o树干径流 o化学组成 o季节动态
收稿日期 }t|||2sw2t| ∀
基金项目 }日本国际绿化推进中心k¤³¤± Œ±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ƒ²µ¨¶·µ¼ °µ²°²·¬²± ¤±§ ≤²²³¨µ¤·¬²± ≤ ±¨·¨µl资助项目 ∀
ΕΦΦΕΧΤΣ ΟΦ ΧΑΝΟΠΨΙΝΤΕΡΧΕΠΤΙΟΝ ΒΨ ΧΗΙΝΕΣΕ ΦΙΡ ΦΟΡΕΣΤΣ ΟΝ
ΠΡΕΧΙΠΙΤΑΤΙΟΝ ΧΗΕ ΜΙΣΤΡΨ
ƒ¤± ‹²∏¥¤²
( ∆επαρτµεντ οφ Ρεσουρχεσ ανδ Ενϖιρον µεντ , Φυϕιαν Φορεστρψ Χολλεγε Νανπινγ vxvsst)
Αβστραχτ : ׫¨ ¦«¨ °¬¶·µ¼ ²©µ¤¬±©¤¯¯o·«µ²∏ª«©¤¯¯¤±§¶·¨°©¯²º º¤¶° ¤¨¶∏µ¨§¦²±·¬±∏²∏¶¯¼ ©²µ·«µ¨¨¼¨ ¤µ¶
kt||w ∗ t||yl ¬±·º² ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ©²µ¨¶·¶º¬·«§¬©©¨ µ¨±·§¬¶·¤±¦¨¶©µ²° ³²¯ ∏¯·¬²±¶²∏µ¦¨ ¬± ‘¤±³¬±ªoƒ∏­¬¤±q
°µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¦«¨ °¬¶·µ¼ º¤¶§µ¤°¤·¬¦¤¯ ¼¯ ¤¯·¨µ¨§∏³²± ³¤¶¶¤ª¨ ·«µ²∏ª«©²µ¨¶·¦¤±²³¬¨¶¤·¥²·«¶¬·¨¶q׫¨ ³‹
√¤¯∏¨¶¬± ·«µ²∏ª«©¤¯¯ §¨¦µ¨¤¶¨§¶¯¬ª«·¯¼ o¥∏·∞≤ √¤¯∏¨¶ º µ¨¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ «¬ª«¨µ¥¨¦¤∏¶¨ ²©¬·¶«¬ª«¨µ¬²±
¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶·«¤±¬± µ¤¬±©¤¯¯q≥·¨°©¯²º ¶«²º §¨ ¬¨·µ¨ °¨¯¼ ¤¦¬§¬©¬¦¤·¬²± ¤±§±∏·µ¬¨±·¨ ±µ¬¦«° ±¨·q„¦¬§¬·¼
²©µ¤¬±©¤¯¯ ¤±§·«µ²∏ª«©¤¯¯¶«²º §¨¶²°¨¶¨¤¶²±¤¯ ³¤··¨µ±¶oª¨ ±¨ µ¤¯ ¼¯ º¬·« °¬±¬°¤¯ ³‹ √¤¯∏¨¶¬± ¶∏°° µ¨o
°¤¬¬°¤¯ ¬± º¬±·¨µq‹²º √¨ µ¨o·«¨ ∞≤ √¤¯∏¨¶²©³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¬¨«¬¥¬·¨§¶·µ²±ª¶¨¤¶²±¤¯ ³¤··¨µ±¶³µ¤¦·¬¦¤¯ ¼¯¬2
§¨ ±·¬¦¤¯ ·²·«¤·©²µ¬²± ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶o¦²±¶¬¶·¨±·¯¼ º¬·« °¬±¬°¤¯ √¤¯∏¨¶¬±¶∏°° µ¨°²±·«¶o¬±·¨µ° §¨¬¤·¨¬±
¶³µ¬±ª¤±§©¤¯¯o¤±§ °¤¬¬°¤¯ ¬± º¬±·¨µoº«¬¦«¤³³¨ ¤µ¨§«¬ª«¯¼ §¨ ³¨ ±§¨ ±·²±µ¤¬±©¤¯¯¤°²∏±·q≤ ²¯¶¨ ¦²µµ¨ ¤¯2
·¬²± ¬¨¬·¨§¥¨·º¨¨ ± ¤¦¬§¬·¼ ¤±§¶∏¯©¤·¨¬±¶·¨°©¯²º o¥∏·«¼§µ²ª¨ ± ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶¬±µ¤¬±©¤¯¯¤±§·«µ²∏ª«©¤¯¯
º µ¨¨ ¶·µ²±ª¯¼ µ¨ ¤¯·¨§·²¤¦¬§2¥¤¶¨ µ¤·¬²¶ Ρ oº«¬¦«¨´ ∏¤¯¶·² k≥’wu p n ‘’v p lrk≤¤u n n  ªu n l q¤¶·¯¼ ·«¨
§¬¶·¤±¦¨¶©µ²° ³²¯ ∏¯·¬²± ¶²∏µ¦¨¶³µ²§∏¦¨§¶¬ª±¬©¬¦¤±·¨ ©©¨ ¦·¶²± ³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¦«¨ °¬¶·µ¼ q
Κεψ ωορδσ: ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ©²µ¨¶·o• ¤¬±©¤¯¯o׫µ²∏ª«©¤¯¯o≥·¨°©¯²º o≤«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±o≥ ¤¨¶²±¤¯ §¼±¤°¬¦¶
由于植物2大气相互作用的结果 o降水通过森林林冠后 o其化学成分会发生显著的改变k∞¤·²± ετ
αλ. ,t|zv ~¬±§¥¨µª ετ αλ. ,t|{y ~°∏¦®¨ ··ot||sl ∀降水中的某些元素如钾 !钙会增加到穿透雨k·«µ²∏ª«2
©¤¯ l¯和树干径流k¶·¨°©¯²ºl中 o而无机态氮则可能被叶片所吸收k²√ ·¨·ετ αλ. ,t|{w ~…²¼¦¨ ετ αλ. ,
t||yl ∀影响截留降水化学的两种主要机制是 }ktl林木表面干沉降物的洗脱kº¤¶«²∏·l ~kul林冠代换
作用k¦¤±²³¼ ¬¨¦«¤±ª¨ l o既植物养分的淋溶和降水中的离子被冠层所吸收k°²··¨µ ετ αλ. ,t||tl ∀无论
干 !湿沉降 o最终都将参与森林生态系统的养分循环 ∀然而 o要确定大气沉降对森林养分循环的贡献是
一项复杂的工作 o因为在整个林冠上很难同时独立测定干 !湿沉降这两项指标k¬±§¥¨µª ετ αλ. ,t|{y ~
²√ ·¨·ετ αλ. ,t||yl ∀因此 o许多学者试图通过对降雨k¥∏¯® ³µ¨¦¬³¬·¤·¬²±l !穿透雨k·«µ²∏ª«©¤¯ l¯和树干
径流k¶·¨°©¯²ºl化学的分析 o以寻找一条有效解决这一问题的途径 o并取得了显著进展k°²··¨µ ετ αλ. ,
t||t ~°¤µ®¨ µot|{v ~…¨ ¬¨µετ αλ. , t||ul ∀
近十几年来 o随着经济的迅速发展 o我国南方已成为继欧美之后的第 v大酸沉降区k王文兴等 o
t||zl ∀酸沉降对森林生态系统最重要的影响方面就是加速了林木和林下土壤的养分淋溶 o从而改变
了系统的生物地球化学循环k≥°¬·«ot||sl ∀对野外森林降水进行监测是揭示这种影响的有效方法 o但
在我国有关这方面的研究报道甚少k曹洪法等 ot|{|l ∀本文在对降雨 !穿透雨和树干径流进行 v年连
续定位监测的基础上 o探讨降水通过杉木k Χυννινγηαµια λανχεολαταk¤°¥ql‹²²®l人工林后化学成分
的变化状况及其季节动态格局 o以及人为污染源对降水化学的影响 ∀
t 监测地点与研究方法
111 地点
监测地点位于福建省南平市郊 o属中亚热带季风气候区 ∀年平均气温 t|1v ε o年平均降水量 tyyw
°° o其中 zx h左右集中于春 !夏两季 ∀全年 ys h以上的时间为静风天气 o盛行风为东北风 o多年平均
风速为 t1s °r¶∀选择离污染源距离不同的杉木人工林样地建立监测场 ∀离污染源较远的监测场设在
福建林学院实验林内 o标记为 ƒƒ≤ktt{βsyχ∞ouyβvvχ‘l o该林分受人为活动的影响小 o处在最近污染源
k西芹造纸厂l的东南方向 o且两者之间被多座山峰所阻隔 ∀而离污染源较近点设在西芹林场 o标记为
÷ ± ƒktt{βsxχ∞ouyβvwχ‘l o处在最近污染源的下风方向k西南方向l ∀两监测场立地和林分特征见表 t ∀
表 1 监测场的立地和林分特征k调查时间 }1994 年l
Ταβ .1 Χηαραχτεριστιχσ οφ τηε µονιτορινγ σιτεσανδ στανδσ(δετερµινεδ ιν 1994)
监测场
 ²±¬·²µ¬±ª¶¬·¨
离最近污染源距离
⁄¬¶·¤±¦¨¶©µ²° ±¨ ¤µ¨¶·
³²¯ ∏¯·¬²± ¶²∏µ¦¨k®°l
海拔
∞¯ √¨¤·¬²±
k°l
坡度
≥¯ ²³¨
林龄
≥·¤±§¤ª¨
k¤l
平均高
„√ q«¨¬ª«·
k°l
平均胸径
„√ q⁄…‹
k¦°l
ƒƒ≤ w uss uzβ ty tv1s tv1w
÷ ± ƒ t tvx u{β wt us1t us1u
112 研究方法
t1u1t 监测场的设置 两监测场面积均为 s1t «°u o周围都是连续的森林区 ∀林下土壤均为红壤 o母
质为花岗片麻岩 ∀场内设置 v个穿透雨和 v个树干k大 !中 !小径木l径流收集器 o在监测场附近的空旷
地上设立一个降雨k即林外雨l收集器 ∀穿透雨收集器设置在林冠下 o但离最近树干的距离超过 xs ¦° ∀
穿透雨和降雨收集器由口径为 vs¦°的聚乙烯漏斗和容积为 ux 的聚乙烯桶组成 o中间用塑料管连
接 ∀漏斗固定在木架上 o离地面距离为 t1v ° ∀树干径流收集方法为 }在离地面 t1v °的树干处将树皮
小心削平 o但不至伤害形成层 o将聚氨基甲酸乙酯k°˜l胶带沿树干缠绕 t周 o辅以硅酮胶粘紧 o再用塑
料管将径流雨接入塑料桶中 ∀
t1u1u 雨量及其化学成分测定 从 t||w ∗ t||y年整 v年期间 o分降雨 !穿透雨和树干径流测定每场
降雨的雨量 o并用 ⁄2tw型 ³‹ 计和 ∞≥2tw型电导仪分别测定其 ³‹ 值和电导率k∞≤l ∀将每月的第 t场
降雨取样带回实验室分析其化学成分 ∀其中 Žn !‘¤n !≤¤u n ! ªu n用 „„2yzs型原子吸收分光光度计
测定 o‘‹w n用钠氏试剂光度法测定 o≥’wu p !‘’v p用 ⁄¬²±¨ ¬公司 utus ´型离子色谱仪测定 ∀
u 结果与分析
211 降水酸度及其季节变化
由图 t可以看出 o降水通过林冠后其酸度发生了明显的改变 ∀穿透雨的 ³‹ 值仅稍低于降雨 o而树
干径流则明显酸化 o其 v年的雨量加权平均 ³‹ 值在 ƒƒ≤ 和 ÷ ± ƒ两监测场分别为 w1t{和 v1tzk表 ul ∀
降雨和穿透雨的 ³‹ 值在两监测场均表现出相似的季节变化趋势 o其最低值普遍出现在夏季 o最高
值在冬季 o但树干径流 ³‹ 值的季节格局不明显k图 tl ∀
在 ÷ ± ƒ监测场 o无论是降雨 !穿透雨 o还是树干径流 o其 ³‹ 值均比相应的 ƒƒ≤ 监测场低k表 ul o这
体现了离污染源的距离对降水化学的影响 ∀西芹林场监测点k即 ÷ ± ƒl离最近污染源 ) 西芹造纸厂的
距离仅有 t ®° o且处在从西芹通往南平市的公路和铁路旁 o而福建林学院实验林监测点k即 ƒƒ≤l离污
染源的距离较远kw ®°l o从而导致受大气污染的程度不同 ∀
v 第 w期 樊后保 }杉木林截留对降水化学的影响
图 t 两监测场降水月均 ³‹ 值的季节变化格局k• ƒ o× ƒ o≥ƒ分别表示降雨 !穿透雨和树干径流l
ƒ¬ªqt ≥ ¤¨¶²±¤¯ ³¤··¨µ±¶¬± º ¬¨ª«·¨§ °²±·«¯¼ ³‹ √¤¯∏¨¶²©³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤··º²¶¬·¨¶
k• ƒ o× ƒ ¤±§≥ƒ µ¨³µ¨¶¨±·µ¤¬±©¤¯¯o·«µ²∏ª«©¤¯¯¤±§¶·¨°©¯²º oµ¨¶³¨ ¦·¬√¨¯¼l
) ρ ) • ƒ o) τ ) × ƒ o) ϖ ) ≥ƒ q
212 降水电导率
降水通过森林截留后 o其电导率明显提高k表
ul ∀穿透雨的平均 ∞≤ 值比降雨增加了 t1u 倍
kƒƒ≤l和 s1{倍k÷ ± ƒl o而树干径流的 ∞≤ 值则相
应地增加了 z1w倍和 tu1y倍 o这种变化是十分显
著的 ∀
在 v年的监测期间 o降水 ∞≤ 值始终表现出强
烈的季节变化动态 o其月平均值均以夏季最低 o冬
季最高 o春秋季居中k图 ul ∀这种格局明显受到降
水量的支配 o即降水量越大 o电导率越低 ∀在夏季
月份 o不仅降水量大 o而且降水次数较多 ∀从而使
降水溶液稀释 o表现为 ∞≤ 值降低 ∀
表 2 两监测场降雨 !穿透雨和树干径流的
³‹ 雨量和 ∞≤ 雨量加权平均值 ≠
Ταβ .2 Τηε αϖεραγε ϖολυµε2ωειγητεδ πΗ ϖαλυεσ οφ ραινφαλλ,
τηρουγηφαλλ ανδ στεµφλοω ατ τωο σιτεσ k°¶≅ ts p vr¦°l
项目
Œ·¨°
统计量
≥·¤·¬¶·¬¦
ƒƒ≤k ν € uzwl
• ƒ × ƒ ≥ƒ
÷ ± ƒk ν € uxxl
• ƒ × ƒ ≥ƒ
³‹
„√1 y1tv y1sy w1t{ x1{y x1yz v1vz
≥1∞1 s1sw s1sv s1su s1sv s1sv s1su
≤1 ∂ 1 |1zy y1z| {1vt {1zx {1vu {1sw
∞≤
„√ q u{1xt yv1zt uws1{x vy1|| yy1wt xst1{x
≥1∞1 u1wz y1vx tu1wy v1|y x1|y ut1s{
≤1 ∂ 1 |x1|w |x1uz zw1tw tu{1vu |{1{w x|1v{
≠ „√ q}雨量加权平均值 o≥1∞q}标准误差 o≤1 ∂1 }变异系数 o以下
同 ∀ „√ q}∂ ²¯∏° 2¨º ¬¨ª«·¨§¤√ µ¨¤ª¨ o≥ q∞q}≥·¤±§¤µ§ µ¨µ²µo≤ q∂ q}≤²¨©©¬2
¦¬¨±·²©√¤µ¬¤·¬²±o·«¨ ©²¯ ²¯º¶¤¶·«¨ ¶¤°¨q
213 降水的离子组
成
森林截留改变了
降水的酸度和电导
率 o这是由降水中的
化学成分发生改变的
结果 ∀降水中主要离
子的雨量加权平均浓
度列于表 v ∀在穿透
雨中大部分离子k包
括 Žn o ‘¤n o ≤¤u o
 ªu n o≥’wu p l都出
现了明显的富集现
象 o而树干径流中各
离子浓度则是降雨中
的 t1|u ∗ usu1sy倍 o
其 中 最 显 著 的 是
‹ n ∀然而穿透雨中
的 ‘‹w n 和 ‘’v p
k÷ ± ƒ 除外l浓度则
低于降雨 o表明两者
被林冠直接吸收 ∀
图 u 两监测场降水月均 ∞≤ 值的季节变化格局k• ƒ o× ƒ o≥ƒ分别
表示降雨 !穿透雨 !和树干径流 o• ƒ„指降雨量l
ƒ¬ªqu ≥¨ ¤¶²±¤¯ ³¤··¨µ±¶¬± º ¬¨ª«·¨§ °²±·«¯¼ ∞≤ √¤¯∏¨¶²©³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤··º²¶¬·¨¶k• ƒ o׃
¤±§≥ƒ µ¨³µ¨¶¨±·µ¤¬±©¤¯¯ o·«µ²∏ª«©¤¯¯ ¤±§¶·¨°©¯²º oµ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼~• ƒ„ ¶·¤±§¶©²µµ¤¬±©¤¯¯ ¤°²∏±·l
) ρ ) • ƒ o) τ ) × ƒ o) ϖ ) ≥ƒ o) ο ) • ƒ „ q
w 林 业 科 学 vy卷
表 3 两监测场降雨k• ƒl !穿透雨k× ƒl和树干径流k≥ƒl中各离子的雨量加权平均浓度 ≠
Ταβ .3 Τηε ϖολυµε2ωειγητεδ µεαν χονχεντρατιον οφ ϖαριουσιονσιν ραινφαλλ,
τηρουγηφαλλ,ανδ στεµφλοω ατ τηετωο σαµ πλινγ σιτεσ k°¶≅ ts2vr¦°l
监测场
≥¬·¨
监测项目
Œ·¨°
统计量
≥·¤·¬¶·¬¦ ‹ n Žn ‘¤n ≤¤u n  ªu n ‘‹w
n ≥’wu p ‘’v p
• ƒ  ¤¨±≥∞
t1uu
s1tx
ut1xu
w1zz
uz1uv
w1tv
txy1uv
yy1s|
t1us
s1w{
vz1{w
tu1|z
tuw1|{
wz1{y
wt1wy
tt1vy
ƒƒ≤ × ƒ  ¤¨±≥∞
t1sz
s1ts
t|{1ts
yy1uw
vy1|w
tt1s|
v|s1{y
tu{1y|
x1u{
w1sx
uu1zw
t|1y{
wuy1zw
tyu1wz
v|1sw
{1uu
≥ƒ  ¤¨±≥∞
yv1{y
tx1sv
wt|1w|
tuu1|u
xu1vt
ty1sz
zv|1zy
vwt1zx
tv1vu
y1|x
uxt1u|
|s1{{
t{vv1|u
xys1ww
|s1y{
y1ux
• ƒ  ¤¨±≥∞
u1v|
s1wv
u|1||
|1sy
ty1ux
x1xx
twt1{y
wv1sx
tu1|u
y1{x
t|1|{
tv1zw
twx1{y
w|1yt
vt1v{
w1v|
÷ ± ƒ × ƒ  ¤¨±≥∞
u1wt
s1x{
twz1wz
xz1{u
uv1{v
tt1yw
v{x1v{
|x1|v
v|1tu
vz1vv
tw1u|
tx1s{
vxx1uy
tv{1xt
vw1{|
tv1yv
≥ƒ  ¤¨±≥∞
w{u1|u
yw1xy
v{v1vs
tu|1{y
yu1yw
t|1sv
|s|1ty
vyt1tx
ty{1|y
tvx1vy
uuz1ux
|y1|w
uu{x1xy
xyz1z|
y{1yt
us1u|
≠  ¤¨± }雨量加权平均值 o≥ q∞}标准偏差 ∀  ¤¨± }∂ ²¯∏° 2¨º ¬¨ª«·¨§ ° ¤¨± o≥ q∞ q}≥·¤±§¤µ§ µ¨µ²µ¶q
由于主要
阳离子均显示
了相同或相似
的季节变化动
态 o因此图 v只
列出了 ≥’wup !
‘’vp和阳离子
总 量 k Žn !
‘¤n ! ≤¤un !
ªun ! ‘‹wn l
的季节格局∀
三者在降雨 !穿
透雨和树干径
流中均显示了
与 ∞≤ 值相似
的季节格局 o即
以夏季最低 o冬
季最高 o春秋季
居中 k图 vl∀
这种格局同样
强烈受降水量
的控制 o即夏季
降水量大 !两次
降水事件间隔
时间短 o从而造
成降水溶液的
稀释 o冬季则相
反∀
图 v 两监测场降水中的致酸离子k≥’wu p !‘’v p l和所测阳离子总量
kŽn !‘¤n !≤¤u n ! ªu n !‘‹w n l的季节变化
ƒ¬ªqv ≥ ¤¨¶²±¤¯ ·µ¨±§¶¬± ¤¦¬§2©²µ°¬±ª¦²°³²±¨ ±·¶k≥’wu p ¤±§ ‘’v p l¤±§·«¨ ·²·¤¯ ¦¤·¬²±¶° ¤¨¶∏µ¨§
kŽn !‘¤n !≤¤u n ! ªu n o¤±§ ‘‹w n l ¬± ³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤··º²¶¬·¨¶
) ρ ) ≥’wu p o) ϖ ) ‘’v p o) ≅ ) × q≤ qq
x 第 w期 樊后保 }杉木林截留对降水化学的影响
电解质溶液的导电过程是通过溶液中所有离子的迁移运动来进行的 o因此电导率是离子浓度高低
的反映 ∀其实 o本研究中两监测场降水中所测离子的总浓度和电导率之间存在紧密的线形关系 o达到
显著k Π s .sst)或极显著( Π s .ssstl相关水平k表 wl ∀因此 o可根据降水的电导率来初步估测主要
离子的总浓度 o了解降水的养分富集情况 ∀
表 4 降雨 !穿透雨和树干径流中电导率(µσ≅ 10 − 3/ χµ )与测定离子总浓度(µεθ ≅ 10 − 3/ Λ)之间的线形关系 ≠
Ταβ .4 Τηελινεαρ ρελατιονσηιπσ βετωεεν ϖαλυεσ οφ ελεχτριχ χονδυχτιϖιτψ(ιν µσ≅ 10 − 3/ χµ )ανδ χονχεντρατιονσ
(ιν µεθ ≅ 10 − 3/ Λ)οφ τηετοταλιονσ µεασυρεδ ιν ραινφαλλ,τηρουγηφαλλ ανδ στεµφλοω
监测场 ≥¬·¨
项目
Œ·¨°
ƒƒ≤
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
回归系数
≤²¨ ©©¬¦¬¨±·²©
µ¨ªµ¨¶¶¬²±
÷ ± ƒ
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
回归系数
≤²¨ ©©¬¦¬¨±·²©
µ¨ªµ¨¶¶¬²±
• ƒ ΙΧ• € p txw1x{v n ts1vy{ ΕΧ• s1|z 3 3 ΙΧ• € tx1zyyx n {1sv{x Χ• s1{| 3
× ƒ ΙΧ× € vts1yvty n |1s|vt ΕΧ× s1{z 3 ΙΧ× € uzv1|vv{ n ts1uy|t ΕΧ× s1{{ 3
≥ƒ ΙΧ≥ € tw|w1{xs n tt1vu| ΕΧ≥ s1|t 3 3 ΙΧ≥ € tvxv1syw n ts1sx{ ΕΧ≥ s1{w 3
≠ ΙΧ• oΙΧ× 及 ΙΧ¶分别表示降雨 !穿透雨和树干径流中测定离子的总浓度 o而 ΕΧ• oΕΧ× 和 ΕΧ¶则分别表示相应的 ΕΧ值 ;回归系
数的显著性水平表示为 : 3 , Π s .sst ; 3 3 , Π s .ssst ∀ ΙΧΡ , ΙΧΤ ¤±§ ΙΧσ µ¨³µ¨¶¨±·¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶²©·«¨ ·²·¤¯ ¬²±¶ ° ¤¨¶∏µ¨§¬± • ƒ o× ƒ
¤±§≥ƒ oµ¨¶³¨ ¦·¬√¨¯¼ ~ΕΧΡ , ΕΧΤ ¤±§ ΕΧ󤵨 √¤¯∏¨¶²©¨¯ ¦¨·µ¬¦¦²±§∏¦·¬√¬·¼¬± • ƒ o× ƒ ¤±§≥ƒ oµ¨¶³¨ ¦·¬√¨¯¼ ~≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ¯¨ √¨¯ }3 , Π s .sst ,33 ,
Π s .ssst .
图 w 降水中的氢离子浓度与酸 p碱比( Ρ)的相互关系 o这里 Ρ € k≥’wu p n ‘’v p lrk≤¤u n n  ªu n l
ƒ¬ªqw × «¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨¨ ± «¼§µ²ª¨ ± ¦²±¦¨±·µ¤·¬²± ¤±§¤¦¬§2¥¤¶¨ µ¤·¬²¶k• l ¬± ³µ¨¦¬³¬·¤·¬²±q
‹ µ¨¨ Ρ € k≥’wu p n ‘’v p lrk≤¤u n n  ªu n l
) ο ) ‹ n o) ϖ ) • q
酸性降水的酸度主要由大气中的 ≥’u 和 ‘’¬经过均相氧化和多相氧化形成的 o在我国则以 ≥’u
为主 o然而本研究中降水酸度与 ≥’wu p浓度之间不存在相关性 ∀樊邦棠kt||vl也指出 o我国酸雨的
≥’wu p与 ‹ n之间找不到相关性 o这可能是因为我国 ≥’u等大气污染物主要来自低价源 o降水酸度主要
y 林 业 科 学 vy卷
是在降水冲刷过程中形成的 o这与赵殿伍等kt|{yl的调查结果是一致的 ∀加上我国大气中颗粒物污染
普遍较高 o因此可以认为我国大气中的 ≥’u主要是通过液相多相氧化形成 ≥’wu p ∀
诸多研究结果表明 o酸性降水的形成不仅取决于水中酸性物质的含量 o而且还取决于碱性物质的
含量 o实际降水酸度应是这 u类物质相互中和的结果 ∀当降水酸度较低的时候 o其 ³‹ 值可以用降水中
主要阴阳离子的平衡来计算k’§¨ ± ot|zyl ∀通常认为降水中的 ≥’wu p和 ‘’v p是致酸成份k¤¦¬§2©²µ°2
¬±ª¦²°³²±¨ ±·¶l o而 ≤¤u n ! ªu n则是碱性成份或中和成份k±¨ ∏·µ¤¯¬½¬±ª¦²°³²±¨ ±·¶lk≤²ª¥¬¯¯ ετ αλ. ,
t|zw ~‹²µ±¥¨¦® ετ αλ. ,t|zyl ∀本文将降水中的 ‹ n和酸 p碱比 Ρ 的时间变化动态进行了比较 o结果发
现降雨和穿透雨中这两者存在密切的相关性k图 wl ∀然而 o对于树干径流却不存在这种关系 o这可能是
因为树干径流的 ≥’wu p含量远远超过了碱性成份的总含量k表 wl o所以其酸度主要受 ≥’wu p的控制 ∀
比较图 v和图 w可以发现 o树干径流中 ≥’wu p和 ‹ n的时间变化曲线是基本一致的 ∀
v 小结与讨论
降水通过杉木林截留后其酸度和化学性质发生了明显的变化 ∀在两监测场 o穿透雨的 ³‹ 值仅稍
低于降雨 o而树干径流则显著酸化 ∀出现这种情况主要是因为影响穿透雨和树干径流化学的过程和机
制是不相同的 ∀前已述及 o穿透雨化学是由林冠表面干沉降的洗脱和林冠代换作用两方面共同作用的
结果 ∀在出现酸性沉降的地区 o林冠干沉降的洗脱增加了穿透雨的酸度 o而林冠代换作用是指叶表面
交换位k ¬¨¦«¤±ª¨ ¶¬·¨l上的阳离子被降水溶液中的氢离子所交换 o从而使穿透雨酸度降低k×∏®¨ ¼ o
t|zs ~≥°¬·«ot||s ~°²··¨µετ αλ. ,t||t ~²√ ·¨·ετ αλ. ,t||yl ∀但上述两种作用何者占优势还有待于作进
一步的研究 ∀然而 o树干径流是指沿树干流到地表的降水 o接触面主要是非生命的树皮 o因此其化学组
成主要决定于干沉降的洗脱 ∀
在穿透雨中大部分离子k包括 Žn o‘¤n o≤¤u n o ªu n o≥’wu p l都出现了明显的富集现象 o其富集程
度在两监测场表现出相似的趋势 o即 Žn  ªu n  ≤¤u 或 ≥’wu p  ‘¤n ∀然而穿透雨中的 ‘‹w n和
‘’v p k÷ ± ƒ除外l浓度则低于降雨 o表明两者被林冠直接吸收 ∀而树干径流中各离子浓度则是降雨中
的 t1|u ∗ usu1sy倍 o其中最显著的是 ‹ n ∀降雨 !穿透雨和树干径流中所测离子总浓度与电导率之间
存在紧密的线性关系 o由此可根据降水电导率来初步推测主要离子的总浓度 ∀
从上述分析结果可以看出 o杉木林截留降水的一个最显著的特点是树干径流出现了强烈的酸化和
养分富集现象 o这可能有两方面的原因引起 }≠树皮 o尤其是粗糙的树皮为大气污染物提供了良好的接
受场所 o树皮酸度被认为是森林污染的合适的生物指示物k¥¬²¬±§¬¦¤·²µlkŠµ²§½¬±¶®¤ot|zy ~≥·¨∏¥¬±ª ετ
αλ. ,t|{u ~樊后保 ot||yl ~树干径流量通常较少 o只占降水量的 t h ∗ x h o从而出现溶解污染物的浓
缩现象k°µ¬¦¨ ετ αλ. ,t||z ~• ¬··¬ªot|{yl ∀但酸化和富集的程度则受诸多因素的影响 o如污染源 !树种 !
气候等 ∀
对于强酸性的树干径流 o其 ³‹ 值主要受 ≥’wu p浓度所控制 o而对于微酸性的降雨和穿透雨 o其 ³‹
值则与酸 p碱离子浓度比 Ρ[ Ρ € k≥’wu p n ‘’v p lrk≤¤u n n  ªu n l 成正比关系 ∀
降雨和穿透雨 ³‹ 值表现出一定的季节变化趋势 o其最低月均 ³‹ 值普遍出现在夏季 o最高值在冬
季 ∀而降水电导率则表现出与离子浓度相同的明显的季节变化格局 o两者月均值均以夏季最低 o冬季
最高 o春秋季居中 o这种格局强烈受降雨量的控制 ∀
参 考 文 献
曹洪法 o孙文舜 o高映新 q森林冠层对酸性降水的反应及其影响 q中国环境科学 ot|{| o|kul }{t ∗ {y
樊邦棠 q环境化学 q杭州 }浙江大学出版社 ot||v }u{x ∗ vus
樊后保 q树皮对大气污染和降水酸度的指示作用 q浙江林学院学报 ot||y otvkul }tvy ∗ tws
王文兴 o丁国安 q中国降水酸度和离子浓度的时空分布 q环境科学研究 ot||z otskul }t ∗ z
赵殿五等 q我国西南地区酸雨形成探索 q大气环境和酸雨 ot|{y otktl }wt ∗ w{
…¨ ¬¨µ≤ oŠ∏±§¨µ¶¨± ° o• ¤¶°∏¶¶¨± q„ ±¨ º ° ·¨«²§©²µ ¶¨·¬°¤·¬²± ²©§µ¼ §¨ ³²¶¬·¬²± ²©³¤µ·¬¦¯ ¶¨¥¤¶¨§²± ·«µ²∏ª«©¤¯¯ ° ¤¨¶∏µ¨ ° ±¨·¶¬± ¤©²µ¨¶·
§¨ª¨ q„·°²¶∞±√¬µ²± ot||u ouy„ }txxv ∗ txx|
…²¼¦¨ • oƒµ¬¨§¯¤±§ „ o≤«¤°¥¨ µ¯¤¬± ≤ ° ετ αλ.⁄¬µ¨¦·¦¤±²³¼ ±¬·µ²ª¨ ± ∏³·¤®¨ ©µ²° tx‘p ¤¯¥¨¯¨ § º ·¨§¨ ³²¶¬·¬²± ¥¼ °¤·∏µ¨ µ¨§¶³µ∏¦¨ q≤¤± 
ƒ²µ• ¶¨ot||y ouyk|l }txv| ∗ txwz
≤²ª¥¬¯¯ ≤ ∂ o¬®¨ ±¶Š ∞q°µ¨¦¬³¬·¤·¬²±¬±·«¨ ±²µ·«¨ ¤¶·¨µ± ˜±¬·¨§≥·¤·¨¶q• ¤·¨µ• ¶¨²∏µ¦¨¶• ¶¨¨¤µ¦«ot|zw otskyl }ttvv ∗ ttvz
z 第 w期 樊后保 }杉木林截留对降水化学的影响
∞¤·²± ≥ o¬®¨ ±¶Š ∞o…²µ°¤±± ƒ ‹ q׫µ²∏ª«©¤¯¯¤±§¶·¨°©¯²º ¦«¨ °¬¶·µ¼¬± ¤±²µ·«¨µ± «¤µ§º²²§©²µ¨¶·q²∏µ±¤¯ ²© ∞¦²¯²ª¼ ot|zv oyt }w|x ∗
xs{
Šµ²§½¬±¶®¤ Žq„¦¬§¬·¼ ²©·µ¨¨¥¤µ®¤¶¤¥¬²¬±§¬¦¤·²µ²©©²µ¨¶·³²¯ ∏¯·¬²±¬±¶²∏·«¨µ± °²¯ ¤¯±§qŒ± }⁄²¦«¬±ª¨µ≥ o≥¨¯¬ª¤ × „ k∞§¶ql o°µ²¦qŒ¶·Œ±·¨µ2
±¤·q≥¼°³q„¦¬§³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤±§·«¨ ƒ²µ¨¶·∞¦²¶¼¶·¨° q˜ q≥ q⁄q„ qƒ²µ¨¶·≥ µ¨√¬¦¨ oŠ ±¨ q× ¦¨«q• ³¨q‘²q‘∞p uv o˜³³¨µ⁄¤µ¥¼ o° ±¨±¶¼¯ √¤2
±¬¤ot|zy ovyv ∗ vzs
‹²°¥¨¦® • o¬®¨ ±¶ Š ∞o∞¤·²±  ≥ q≥ ¤¨¶²±¤¯ ³¤··¨µ±¶¬± ¤¦¬§¬·¼ ²© ³µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤±§·«¨¬µ¬°³¯¬¦¤·¬²±¶©²µ©²µ¨¶·¶·µ¨¤° ¦¨²¶¼¶·¨°¶qŒ± }
⁄²¦«¬±ª¨µ≥ o≥¨¯¬ª¤ × „k∞§¶ql o°µ²¦qŒ¶·Œ±·¨µ±¤·q≥¼°³q„¦¬§°µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤±§·«¨ ƒ²µ¨¶·∞¦²¶¼¶·¨° q˜ q≥ q⁄q„ qƒ²µ¨¶·≥ µ¨√¬¦¨ oŠ ±¨ q
× ¦¨«q• ³¨q‘²q‘∞p uv o˜³³¨µ⁄¤µ¥¼ o° ±¨±¶¼¯ √¤±¬¤ot|zy ox|z ∗ ys|
¬±§¥¨µª≥ ∞o²√ ·¨·Š  o•¬¦«·¨µ⁄ ⁄ ετ αλ. „·°²¶³«¨µ¬¦§¨ ³²¶¬·¬²± ¤±§¦¤±²³¼¬±·¨µ¤¦·¬²±¶²© °¤­²µ¬²±¶¬± ¤©²µ¨¶·q≥¦¬¨±¦¨ ot|{y ouvt }twt
∗ twx
²√ ·¨·Š  o¬±§¥¨µªo≥ q∞q⁄µ¼ §¨ ³²¶¬·¬²± ¤±§¦¤±²³¼ ¬¨¦«¤±ª¨ ¬± ¤ °¬¬¨ §²¤®©²µ¨¶·¤¶§¨·¨µ°¬±¨ §¥¼ ¤±¤¯¼¶¬¶²©·«µ²∏ª«©¤¯¯q „³³¯ ∞¦²¯ o
t|{w out }tstv ∗ tsu{
²√ ·¨·Š  o‘²¯¤± ≥ ≥ o⁄µ¬¶¦²¯¯ ≤ × ετ αλ.ƒ¤¦·²µ¶µ¨ª∏¯¤·¬±ª·«µ²∏ª«©¤¯¯©¯∏¬¬± ¤ ‘¨ º ‹¤°³¶«¬µ¨ ©²µ¨¶·¨§ ¤¯±§¶¦¤³¨ q≤¤± qqƒ²µq• ¶¨qot||y o
uy }utvw ∗ utww
’§¨ ± ≥ q× «¨ ¤¦¬§¬·¼ ³µ²¥¯¨° p „± ²∏·¯¬±¨ ²©¦²±¦¨³·¶qŒ± }⁄²¦«¬±ª¨µ≥ o≥¨¯¬ª¤ × „k∞§¶l o°µ²¦qŒ¶·Œ±·¨µ±¤·q≥¼°³q„¦¬§°µ¨¦¬³¬·¤·¬²± ¤±§·«¨
ƒ²µ¨¶·∞¦²¶¼¶·¨° q˜ q≥ q⁄q„ qƒ²µ¨¶·≥ µ¨√¬¦¨ oŠ ±¨ q× ¦¨«q• ³¨q‘²q‘∞p uv o˜³³¨µ⁄¤µ¥¼ o° ±¨±¶¼¯ √¤±¬¤ot|zy ot ∗ vy
°¤µ®¨ µŠ Š q׫µ²∏ª«©¤¯¯¤±§¶·¨°©¯²º ¬±·«¨ ©²µ¨¶·±∏·µ¬¨±·¦¼¦¯¨q„§√ ∞¦²¯ • √¨ ot|{v otv }xz ∗ tvv
°²··¨µ≤ ≥ o• ¤ª¶§¤¯¨ ‹ o≥º¤±® • × q„·°²¶³«¨µ¬¦§¨ ³²¶¬·¬²± ¤±§©²¯¬¤µ¯ ¤¨¦«¬±ª¬± ¤µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬±ª¶²∏·«¨µ± „³³¤¯¤¦«¬¤±©²µ¨¶·¦¤±²³¼ q²∏µ±¤¯
²© ∞¦²¯²ª¼ ot||t oz| }|z ∗ ttx
°µ¬¦¨ „ Š o⁄∏±«¤° ŽoŽ¤µ¯¨ ·²± × ετ αλ. ∂¤µ¬¤¥¬¯¬·¼ ²© º¤·¨µ©¯∏¬¨ ¶·«µ²∏ª«·«¨ ¥¯¤¦®¶³µ∏¦¨ k Πιχεα µ αριαναl¦¤±²³¼ ¤±§©¨ ¤·«¨µ°²¶¶k Πλευ2
ροζιυ µ σχηρεβεριl¦¤µ³¨·¬±·«¨ ¥²µ¨¤¯ ©²µ¨¶·²© ‘²µ·«¨µ± ¤±¬·²¥¤q²∏µ±¤¯ ²© ‹¼§µ²¯²ª¼ ot||z ot|yktrwl }vts ∗ vuv
°∏¦®¨ ··q∞¶·¬°¤·¨¶²©¬²± ¶²∏µ¦¨¶¬± §¨¦¬§∏²∏¶¤±§¦²±¬©¨µ²∏¶·«µ²∏ª«©¤¯¯q„·°²¶∞±√¬µ²±ot||s ouw }xwx ∗ xxy
≥°¬·« • ‹ q„¬µ³²¯ ∏¯·¬²± ¤±§©²µ¨¶·¶p Œ±·¨µ¤¦·¬²±¶¥¨·º¨¨ ± ¤¬µ¦²±·¤°¬±¤±·¶¤±§©²µ¨¶·¨ ¦²¶¼¶·¨° q‘¨ º ≠²µ®}≥³µ¬±ª¨µp ∂ µ¨¯¤ªot||s }uy| ∗
u|t
≥·¨∏¥¬±ªo¤ª¨µ‹ q ²±¬·²µ¬±ª²©¤¬µ³²¯ ∏¯·¤±·¶¥¼ ³¯¤±·¶q׫¨ ‹¤ª∏¨ }⁄µq• q∏±® °∏¥¯¬¶«¨µ¶ot|{u }vv ∗ wu
×∏®¨ ¼ ‹ … µq׫¨ ¯¨ ¤¦«¬±ª²©¶∏¥¶·¤±¦¨¶©µ²° ³¯¤±·¶q„±±∏ • √¨ °¯ ¤±·°«¼¶¬²¯ ot|zs out }vsx ∗ vuw
• ¬··¬ª • q„¦¬§¬©¬¦¤·¬²± ³«¨ ±²° ±¨¤¬± ¥¨ ¦¨«k Φαγυσσψλϖατιχαl©²µ¨¶·¶²© ∞∏µ²³¨ q• ¤·¨µo„¬µ¤±§≥²¬¯ °²¯ ∏¯·¬²± ot|{y ovt }vtz ∗ vuv
5中国主要造林树种土壤条件6专著征订
5中国主要造林树种土壤条件6由国家林业局出版基金资助 o张万儒研究员主编 o是一部系统论述
我国人工林地土壤的专著 o由中国科学技术出版社 t||{年出版 ∀全书 yy ≅ tsw 字 o共分 uu章 o详细论
述了我国主要造林树种k柚木 !桉树 !杉木 !马尾松 !杨树 !泡桐 !刺槐 !油松 !华北落叶松 !长白落叶松 !樟
子松 !兴安落叶松 !思茅松 !云南松 !云杉 !冷杉 !青海云杉 !天山云杉 !新疆落叶松 !柽柳 !胡杨l的土壤条
件 o从生态的角度来阐明土壤与树种间的相互关系规律性 o并对其作出评价 ~内容包括我国主要造林树
种的适生土壤类型 o土壤条件的分布范围 !形态特征 !理化基本性质 o土壤与树种间的相互关系规律性 o
林地土壤评价及提高土壤生产力措施等 ∀
本书是以大量我国人工林林地土壤调查材料为基础写成的 o覆盖面大 o资料丰富 o系统深入 o既有
理论意义又有实用价值 o是林业生产建设中十分重要的系统的应用技术基础资料 o对造林选地 !适地适
树 !提高林木生产力 !发展和恢复森林资源等高效 !可持续林业措施发挥重要作用 ∀是林学 !土壤 !植
物 !育林 !生态 !环境 !资源等有关专业人员的重要参考书 ∀
本书定价每本 v|元 o如需该书者 o可汇款至中国林学会5林业科学6编辑部k每本加邮寄费 w元l ∀
地址 }北京万寿山后中国林学会5林业科学6编辑部 o邮编 }tsss|t q
{ 林 业 科 学 vy卷