枫香人工林林冠层淋溶作用对重金属污染迁移规律影响

论文摘要

枫香是我国南方林区中主要森林树种之一,叶春夏嫩绿,秋季鲜红,是一种优美的景观树种。本文对长沙市天际岭林场中的枫香人工林进行为期一年的观测,较系统的研究了枫香人工林林冠层淋溶作用对重金属元素质量浓度及其输入量的影响,为枫香经营和维持林地生产力,对森林资源进行合理经营和科学管理提供理论依据。结果表明,一年中,总降水量为1550.1 mm,林内的净降水量占总降水量的80.18%,林冠年截留量占19.82%。进入林内的穿透水占总降水量的77.38%,以树干茎流形式进入林内的水量仅占2.80%。穿透水量、树干茎流量均与林外降水量有良好的线性正相关性,林冠截留量与林外降水量也有一定的相关性,但不如前两者。不同季节,林外降水变化较大,夏季降水量最大,冬季最小；穿透水率冬季最高,夏季最低；干流率秋季最高,冬季最低,林冠截留率则以夏季最高,冬季最低。穿透水量、干流量以及林冠截留量随降水量的增加而增加,穿透率平均值和干流率平均值亦随着降水量的增加而增加,而林冠截留率平均值则随着降水量的增加呈递减趋势。林外降水、穿透水和树干茎流的pH值变化不大。pH值除冬季降幅较明显,其它三季变化均不明显,各水体中pH平均值从低到高均按冬、秋、春、夏的顺序排列。降水再分配过程中各水体pH值随降水量的增加而增大,但增幅不大。林外降水和穿透水中元素质量浓度最高的是Zn,最低分别为Cu和Pb,树干茎流中Mn最高,Pb最低。林外降水中各重金属元素质量浓度排列顺序为：Zn>Fe>Mn>Cu>Pb。Cu、Mn元素在穿透水和树干茎流中呈上升趋势,其中Mn增加幅度最大；Fe、Zn、Pb元素在穿透水和树干茎流中呈下降趋势,其中Zn元素下降幅度最大。各月元素质量浓度变幅较大,总体表现为雨季较低,旱季较高。各水体中重金属元素质量浓度随降水量的增大均明显减小。各重金属元素质量浓度季节变化不大,秋、冬两季略高,春、夏两季略低。Pb在冬季降水中没有检测出来。Fe、Zn、Mn质量浓度在林外降水、穿透水和树干茎流之间存在着显著的差异（p<0.05）,而Cu和Pb质量浓度差异却不显著。林外降水、穿透水、树干茎流中5种重金属元素的年输入总量分别为30.580kg·hm-2、6.013 kg·hm-2、0.194 kg·hm-2,不同月份林内外降水中各重金属元素输入量不同,总体表现为雨季高,旱季低。各重金属元素输入量随降水量的增加而增加。各水体季节输入量均表现为Cu、Fe春季最高,Zn、Pb夏季最高,Mn秋季最高,Cu、Fe、Zn、Mn均为冬季最低,Pb秋季最低。Pb在冬季没有检测出来。Cu、Mn的淋溶量为正值,Fe、Zn、Pb的淋溶量为负值,说明降水淋洗了附着在枫香表面的Cu、Mn元素,而枫香却吸附了降水中所含有的Fe、Zn、Pb元素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 重金属的研究
• 1.2.1 重金属及其危害概述
• 1.2.2 重金属污染源的研究
• 1.2.3 重金属在森林生态系统中的迁移、转化规律
• 1.2.4 国内外研究现状
• 1.2.4.1 国内外重金属研究历史概况
• 1.2.4.2 国内外重金属研究主要成果
• 1.3 森林林冠层淋溶作用
• 1.3.1 森林的林冠截留
• 1.3.2 穿透水量、pH值及其重金属元素研究
• 1.3.3 树干茎流量、pH值及其重金属元素研究
• 1.4 枫香的研究动态
• 1.5 研究的目的和意义
• 2 研究区概括、研究内容和研究方法
• 2.1 研究区概括
• 2.1.1 研究区位置与范围
• 2.1.2 气候特点
• 2.1.3 土壤状况
• 2.1.4 植被特征
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 水量测定
• 2.3.2 水质测定
• 3 结果与分析
• 3.1 降水分配特征
• 3.1.1 林内外降水特征
• 3.1.2 林内外降水量年内比例分布
• 3.1.3 林冠层对降水再分配的影响
• 3.1.4 不同季节降水输入及再分配
• 3.2 不同降水量林内外降水特征
• 3.2.1 不同降水量林外降水的季节变化
• 3.2.2 不同降水量穿透水的季节变化
• 3.2.3 不同降水量树干茎流的季节变化
• 3.2.4 不同降水量林冠截留的季节变化
• 3.3 降水中PH值特征
• 3.3.1 林内外降水中pH值月变化
• 3.3.2 林内外降水中pH值季节变化
• 3.3.3 不同降水量林内外降水pH值变化
• 3.4 枫香人工林对降水中重金属元素迁移规律影响
• 3.4.1 林内外降水中重金属元素质量浓度特征
• 3.4.2 林内外降水中重金属元素输入量特征
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 枫香人工林降水特征
• 4.1.2 枫香人工林林内外降水中pH值的变化
• 4.1.3 枫香人工林林内外降水中重金属元素质量浓度变化
• 4.1.4 枫香人工林林内外降水中重金属元素输入量变化
• 4.2 讨论
• 4.2.1 创新点
• 4.2.2 存在的问题及难点
• 参考文献
• 致谢