大兴安岭北部白桦次生林降雨水化学及养分输入特征研究

摘要

通过对大兴安岭北部白桦次生林生长季内的大气降雨降雨再分配及其水化学特征进行野外观测取样及室内水化学测定，以研究白桦次生林降雨再分配特征及降雨水化学和养分输入特征。研究结果如下：
　　(1)观测期间共观测到28场降雨，降雨总量为439.2 mm，单场降雨降雨量介于2.8～66.8 mm之间。降雨雨量级以小、中雨为主，观测期间仅有一场暴雨。7月降雨量最大，占降雨总量的45.15％。降雨再分配方面，穿透雨总量为372.60 mm，占降雨总量的84.80％，树干茎流仅为降雨总量的2.78％，林冠层截持率为12.42％，灌木层及枯落物层截持率分别为0.37％、26.67％。
　　(2)降雨水化学季节动态变化方面，pH与TDS值在各层次降雨中变化都较小，而金属元素中微量元素变化均较大。大气降雨中Mg2+含量最为稳定，其值波动在0.316～1.003 mg/L之间，变化最大的为NO3-，最高、最低相差34.77倍;穿透雨中，阴离子中变化最大、最小的分别为NO3-及PO43-，而金属元素中Mg2+变化幅度仍最小，而Mn最高、最低相差了160.41倍;树干茎流的阴离子中，Cl-变化最小，其值波动在0.148～2.115 mg/L，SO42-变化最大，最高、最低相差达132.94倍，金属元素中Ca2+含量变化最为稳定，其值波动在3.977～38.104 mg/L之间，变化最大的为Cu2+;灌木层穿透雨方面，K+是大量元素中变化最大的，而阴离子中，Cl-季节变化最小;枯透水中Mg2+波动变化较大，变化最大的仍为Cu2+，而阴离子中NO3-变化极大，最高、最低相差高达1106.02倍。
　　(3)在降雨再分配过程中pH与TDS均表现为先降低后升高趋势，最低值都出现在树干茎流中，分别为5.30、15 mg/L。而pH和TDS的最高值分别出现在大气降雨和枯透水中。阴离子中，F-及SO42-最高值均出现在树干茎流中，其他阴离子浓度则在枯透水中最高，且其中NO3-变化最大，最高、最低相差130.65倍。金属元素中，Na+、Zn2+及Mn最高值均出现在树干茎流中，其他元素浓度则在枯透水中最高。而最低值均出现于大气降雨（除Ca2+、Cu2+外）中。
　　(4)大气降雨养分输入量为95.414 kg/hm2，穿过林冠层后，F-、Cl-、NO3-、Ca2+、Fe及Cu2+含量均有不同程度降低，其余元素则有所增加，使林内雨养分总量降为93.557 kg/hm2。穿过枯落物层后，除Na+含量较林内雨降低外，其他元素含量均升高，养分总输入量升高了72.149 kg/hm2。与大气降雨输入量相比，枯透水输入量则增加了70.296kg/hm2，其中Cl-、Na+和Cu2+含量低于大气降雨，其他元素则有不同程度增加。最终大气降雨通过白桦次生林后输入土壤养分总量为165.711 kg/hm2，其中阴离子输入量为37.823 kg/hm2，金属元素输入量为127.888 kg/hm2。对于白桦次生林降雨养分输入来说，枯落物层养分输入作用强于林冠层。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 森林水文研究概况

1．2．2 森林对于水质影响研究概况

1．3 发展趋势

1．4 研究目的与意义

2 研究区概况及研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候

2．1．3 植被

2．1．4 土壤

2．2 研究方法

2．2．1 样地概况

2．2．2 水样收集

2．2．3 水样测定

2．2．4 数据处理与分析

3 白桦次生林降雨再分配特征

3．1 大气降雨特征

3．2 白桦次生林穿透雨特征

3．3 白桦次生林树干茎流特征

3．4 白桦次生林灌木层穿透雨特征

3．5 白桦次生林枯落物层穿透雨特征

3．6 白桦次生林各层次截留特征

3．7 本章小结

4 白桦次生林降雨水化学特征

4．1 白桦次生林降雨水化学季节动态变化特征

4．1．1 pH及TDS季节动态变化特征

4．1．2 阴离子季节动态变化特征

4．1．3 金属元素季节动态变化特征

4．2 白桦次生林降雨水化学变化特征

4．2．1 pH及TDS特征

4．2．2 阴离子特征

4．2．3 金属元素特征

4．3 本章小结

5 白桦次生林降雨养分输入特征

5．1 阴离子输入特征

5．2 金属元素输入特征

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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