小兴安岭原始红松林雪化学特征研究

摘要

近几年来,森林在全球生态环境保护中所起作用不容忽视,森林改善水质的作用也越来越被人们所重视,因此森林与水质的关系也逐渐成为森林生态学和森林水文学研究的重要内容。雪作为湿沉降的主要形式之一,其营养元素的积累与释放的过程是森林生态系统中养分循环以及陆地和水生生态系统中的物质交换的重要环节,所以森林雪化学的研究也是森林与水质关系的重要组成部分。
　　 本文以凉水自然保护区内原始红松林及凉水沟为研究对象,应用定位研究及对比分析的方法,对保护区内原始红松林的降雪、积雪及融雪径流水化学特征,并以林外降雪作为对照进行分析,了解不同时期雪在森林生态系统中化学特征的变化规律,旨在揭示雪在森林生态系统的养分循环中的作用,并为研究原始红松林生态系统的养分循环和流域水质变化规律提供基础数据。具体研究成果如下:
　　 (1)从2009年11月～2010年5月林外降雪中pH值的月变化范围在5.33～6.43,电导率的变化范围为22～53μS/cm。离子浓度的大小排序为:SO42->NO3->Cl->NH4+；Na+>Ca2+>Mg2+>K+,且离子浓度的变化规律不同。
　　 (2)四种林型内每次降雪pH值加权平均值的大小排序为:云冷杉红松林>椴树红松林>人工红松林>林外>枫桦红松林,电导率大小排序为椴树红松林>枫桦红松林>云冷杉红松林>人工红松林>林外。按林内降雪离子浓度与林外降雪的离子浓度差值比较,非金属离子出现负值次数较多,而金属离子则相反,并且在阔叶红松林中出现负值的次数较少,说明降雪中的金属离子在通过阔叶红松林时浓度升高。
　　 (3)不同林型内积雪平均pH值大小排序为:林间空地>人工红松林>云冷杉红松林>椴树红松林>枫桦红松林,但差异性均不显著(p>0.05)；电导率平均值的大小排序为:椴树红松林>云冷杉红松林>枫桦红松林>人工红松林>林间空地,且差异性较显著(p<0.05)。NH4、Mg2+浓度在四种林型内无显著性差异(p>0.05),而NO3-、SO42-、Cl-、K+、Ca2+和Na+达显著性水平(p<0.05)。
　　 (4)林内融雪径流中离子浓度波动随着融雪的不同时期呈现规律性变化,而且NO3-、SO42-和Cl-在融雪初期出现“离子脉冲”现象较明显,而到了融雪末期SO42-浓度有所降低,而NO3-浓度有所升高,其余离子浓度则趋于稳定。
　　 (5)通过对原始红松林内降雪、积雪以及融雪径流的离子浓度对比发现:NO3-、SO42-、K+、Ca2+、Na+表现为:积雪>融雪>降雪,而NH4+、Cl-表现为:融雪>降雪>积雪,Mg2+则表现为:降雪>融雪>积雪。说明原始红松林对于雪中养分元素的保存能力较强。