广东台山石花山水岸林物质流功能研究

摘要

水岸景观林具有净化水质的作用。发挥城镇景观森林的多种功能，建设高效、健康的城镇景观林是我国城镇化过程中生态环境改善的必然需求。本文选取广东省台山石花山库区内粉单竹（Bambusa chungii）林、樟树（Cinnamomum camphora）林两种典型水岸林为研究对象，通过典型样地调查和模拟渗透试验，从景观的物质流功能角度模拟以水为媒介物的景观物质流状态，测定分析了其净化作用。以期为相似的水岸林景观结构的优化提供科学依据。结果表明：
　　两类景观林各层次营养元素贮量较为丰富。在粉单竹林、樟树林的植物层空间分布中，各器官全氮、全磷、全钾元素含量之间的相关关系可用直线回归模型模拟。各器官中的N、P、K三元素含量（g/kg）大小次序以N>K>P为特征，其中，竹老叶的依次为N（19.58）>K（10.05）>P（0.96）；竹嫩叶的K（17.61）>N（14.48）>P（1.32）；竹根的N（9.76）>K（3.76）>P（0.71）；樟老叶的N（15.62）>K（8.16）>P（1.27）；樟嫩叶的N（16.30）>K（10.25）>P（1.37）；樟枝的N（5.49）>K（2.92）>P（0.50）。在枯落物层中的N、P、K三元素含量（g/kg）大小次序，在粉单竹林中依次为 N（12.66）>K（1.51）>P（0.53），在樟树林中依次为N（10.93）>K（2.26）>P（0.61）。两类景观林土壤层的N、P、K含量大小及其次序以K>N>P为序。其中，粉单竹林土壤的为K（9.46）>N（3.38）>P（0.84），樟树林土壤的为K（23.32）>N（0.91）≈P（0.86）。
　　大气降水流入樟树水岸林与粉单竹水岸林景观系统后，穿透雨中的P、K、NH4+-N、SO42-离子含量与大气降水相比，在粉单竹林穿透雨水中分别提升了542.3％、690.7%、313.8%、0，而在樟树林穿透雨水中则分别提升了900.5%、704.2%、-36.2%、-13.5%。模拟试验结果表明，穿透雨流经枯落物层后，枯落物层溶解在下渗水中的P、K、NH4+-N、SO42-离子含量占大气降水中的比例，在粉单竹林中分别是583.3%、1236.1%、118.3%、68.7%；在樟树林内分别为-5.0%、729.4%、97.2%、13.5%。穿透雨流经60cm深土壤后，土壤层溶解在下渗水中的P、K、NH4+-N、SO42-离子含量占大气降水中的比例，在粉单竹林中分别为908.3%、-33.1%、13.1%、-5.6%；在樟树林中分别为333.3%、146.5%、-68.7%、-49.8%。其中的NH4+-N、SO42-离子在樟树林土壤层得到净化。总体而言，大气降水流经两类景观林土壤的60cm深的土层后，其P、K、NH4+-N、SO42-平均含量增减变化，在粉单竹林中分别提高了1933.3%、1982.9%、446.7%、63.3%，而樟树林中则分别提高了989.3%、1583.7%、-7.57%、-53.1%。较之大气降水，研究期间水库水中的P元素、SO42-均值含量分别低56.9%、26.1%，K元素、NH4+-N含量分别高0.7%、0.9%。大气降水在经过粉单竹林和樟树林景观系统的物质流净化效能不同。粉单竹林与樟树林内的不同营养元素之间的关系，可采用直线相关回归模型模拟。
　　大气降水在流经两类水岸林后，注入水库的水质得到明显净化，且有季节波动。粉单竹林和樟树林对大气降水pH值的影响是由酸性趋向于中性的变化，其功能主要表现在林冠层，而在枯落物层和土壤层的影响不大。在不同季节粉单竹林和樟树林对大气降水中CODcr值和BOD5值的影响并不表现出一致的规律性。总体来说，对照国家地表水标准总体的大气降水的CODcr值由Ⅲ类水转变为Ⅰ类水标准，BOD5值变化由Ⅴ类水标准升为Ⅰ类水标准，其净化功能大小因季节不同而异。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 前言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究进展

1.2.1 景观功能研究

1.2.2 森林水文过程研究

1.2.3 景观物质流研究

1.2.4 森林降水中营养元素循环及动态模型研究

1.2.5 森林景观净化功能

1.2.6 酸雨对森林生态影响

1.3 研究目的与意义

1.4 研究技术路线

2 材料与方法

2.1 研究地概况

2.2 研究方法

2.2.1 调查样地的选取及物种调查

2.2.2 采样方法

2.3 数据处理

3 结果与分析

3.1 研究地景观信息平台的构建与分析

3.2 森林各层次营养元素贮量分析

3.2.1 植物层各营养器官营养元素贮量

3.2.2 枯落物营养元素贮量及贮水特征分析

3.2.3 土壤营养元素贮量分析

3.3 林内各元素流动分析

3.3.1 P元素流动分析

3.3.2 K元素流动分析

3.3.4 SO42-离子流动分析

3.4 pH值、CODcr、BOD5变化分析

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2讨论

致谢

参考文献