酸雨环境下无机阴离子在樟树林水文学过程中的迁移特征

【摘要】酸雨是因为人为因素造成的严重环境污染,已成为全球性热门话题。对生态环境及人类健康带来极大的危害,也在制约全球经济的发展,已成为世界三大主要公害之一。森林生态系统能缓解降雨的酸碱度,从而有效减低酸雨带来的危害,是人类经济发展过程中最强大的绿色壁垒之一。本文以长沙市樟树人工林为研究对象,对城市大气降水及樟树林穿透水、树干茎流、地表径流中的SO42-、NO3-、Cl-、NO2-、F-、Br-、PO43-7种水溶性无机阴离子进行了定位测定和分析,结果表明：(1)Br-、P043-未检出；大气降水与森林降水中主要的阴离子均为S042-(占阴离子总量的36.07%-62.05%)、N03-(占阴离子总量的28.13%-45.51%),SO42-含量在树干茎流中最大,N03-含量在地表径流中最大；SO42-、NO3-二者占总阴离子含量比例达到79.17%—90.18%。(2)降水量与总阴离子、SO42-、NO3-均为对数函数关系,与N02-、F-均为乘幂函数关系,且这些函数回归方程拟合度系数R2在0.41-0.56范围内变动。(3)在各水文分量中SO42-、NO3-、Cl-、NO2-、F-含量变化较大：大气降水、树干茎流中均为SO42-(58.24μeq/L、423.64μeq/L)>NO3-(50.59μeq/L、192.10μeq/L)>Cl-(12.55μeq/L、47.93μeq/L)>F-(5.06μeq/L、14.11μeq/L)>NO2-(2.66μeq/L、5.01μeq/L),穿透水为SO42-(259.71μeq/L)>NO3-(159.89μeq/L)>Cl-(55.00μeq/L)>NO2-(31.48μeq/L)>F-(23.92μeq/L),地表径流为NO3-(209.42μeq/L)>SO42-(165.95μeq/L)>Cl-(58.38μeq/L)>F-(17.01μeq/L)>NO2-(9.38μeq/L);SO42-、NO3-、Cl-、F-含量大小按树干径级排序均为dl>d2>d3>d4,而N02-含量大小按径级排序分别为dl>d4>d2>d3。(4)穿透水SO42-、NO3-、Cl-、F-、NO2-淋溶系数分别为4.13、2.90、3.96、4.50、10.46,树干茎流SO42-、NO3-、Cl-、F-、NO2-淋溶系数分别为7.27、3.80、3.82、2.40、1.88；地表径流SO42-、NO3-、Cl-、F-、NO2-淋溶系数分别为2.85、4.14、4.65、2.89、3.53,淋溶系数均大于1,表明阴离子在樟树林水文学过程中均表现出不同程度的富集效应。(5)研究地大气降水中PH均值为4.86,SO42-/NO3-当量比值为1.15,属于硫酸-硝酸混合型酸雨；大气降水与穿透水关于SO42-、NO3-、Cl-、F-呈显著性正相关(P<0.01),与树干茎流、地表径流关于阴离子相关性不显著；(6)穿透水与树干茎流关于Cl-、F-呈显著性正相关(P<0.05)；地表径流与穿透水关于SO42-、Cl-、F-呈显著性正相关(P<0.01),与树干茎流关于NO2-、Cl-呈显著性正相关(P<0.01),关于N03-呈显著负相关(P<0.05)(7)樟树林各水文分量中SO42-、NO3-、Cl-、F-、NO2-与降水量之间相关性均不显著；(8)穿透水PH与地表径流NO3-、NO2-呈显著性负相关(P<0.01),与地表径流S042-呈显著性正相关(P<0.05),表明NO3-、NO2-有助于促进地表水的酸化,而S042-有利于缓解地表水的酸化；(9)穿透水PH均值5.95,对酸雨起到中和作用,树干茎流PH均值4.83,稍有被酸化趋势,地表径流PH均值7.03,接近中性。由此表明樟树林对大气中的酸性物质有吸附作用,能让酸性养分以水溶离子形态于自身系统内部迁移、转化,不仅有效降低了大气环境中的的酸性污染物含量,还能起到缓解酸雨的效用。
【作者】易浩宇；
【导师】闫文德；
【作者基本信息】中南林业科技大学，生态学，2014，硕士
【关键词】樟树林；酸雨；无机阴离子；淋溶系数；

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