湘潭錳礦欒樹人工林水文效應及凈化功能研究.pdf

1、本文以湘潭錳礦欒樹人工林為研究對象，對其降水再分配規(guī)律及降水化學性質(zhì)進行研究，以探討欒樹人工林的水文效應及凈化功能，從而為廢棄錳礦區(qū)的生態(tài)恢復、地力恢復提供科學依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　 (1)2012年欒樹人工林生態(tài)系統(tǒng)林外總降水量為1618.15mm，穿透水量、樹干莖流量、林冠截留量分別為1244.8mm，17.7mm，355.6mm，分別占大氣降水總量的76.93％、1.09％、21.98％。降水輸入主要集中在3～9月，降

2、水量最大的季節(jié)為春季，最小的季節(jié)為冬季。欒樹人工林林冠截留量、穿透水量和樹干莖流量與大氣降雨量存在顯著相關(guān)關(guān)系，分別呈對數(shù)關(guān)系和直線關(guān)系。
　　 (2)林外降水的平均pH值為6.58，基本呈中性。穿透水的平均pH值為6.38，樹干莖流的pH值為6.06，土壤滲透水的pH值為6.74。林外降水、穿透水、樹干莖流的pH月平均最高值均出現(xiàn)在5月，最低值出現(xiàn)在12月。降雨量的大小直接影響到林外降水、穿透水、樹干莖流pH值的大小。

3、　　 (3)林外降水中Ca元素濃度最高，為4.416mg·L-1，F(xiàn)e元素濃度最低，僅為0.004mg·L-1;穿透水中Ca元素濃度最高，為8.634mg·L-1，Pb元素濃度最低，僅為0.020mg·L-1;樹干莖流中K元素濃度最高，為12.133mg·L-1，Pb元素濃度最低，僅為0.028mg·L-1。林外降水中養(yǎng)分元素濃度排列順序為:Ca＞K＞NH4+-N＞NO3--N＞Mg＞Mn＞Cu＞Zn＞Pb＞P＞Fe;穿透水中各養(yǎng)分元

4、素的排列順序為:Ca＞K＞NH4+-N＞NO3--N＞Mg＞Mn＞Zn＞Cu＞P＞Fe＞Pb;樹干莖流中各養(yǎng)分元素的排列順序為:K＞Ca＞NH4+-N＞NO3--N＞Mn＞Mg＞Fe＞Zn＞P＞Cu＞Pb;土壤滲透水中重金屬元素含量排列順序為:Mn＞Fe＞Zn＞Cu＞Pb＞Cd。欒樹人工林樹干莖流養(yǎng)分含量均高于穿透水和林外降水。
　　 (4)欒樹人工林林內(nèi)各土壤層的容重均比林外小，2012年與2004年相比，林內(nèi)土壤含水率增加了

5、1.68％，土壤孔隙度增加了5.17％，土壤容重減少了0.14g·cm-3。土壤的蓄水能力表現(xiàn)為林內(nèi)大于林外，林內(nèi)0～60cm土壤層最大蓄水總量為3024.66t·hm-2，林外為2457.06t·hm-2，兩者相差1.23倍;林內(nèi)有效蓄水總量為678.42t·hm-2，林外則為541.31t·hm-2，兩者相差1.25倍。
　　 (5)從全年平均來看，穿透水中Pb元素的淋溶系數(shù)小于1，說明欒樹林冠能直接吸收Pb元素，其余元素淋

6、溶系數(shù)均大于1，表現(xiàn)為淋溶增量。樹干莖流各養(yǎng)分元素淋溶系數(shù)均大于1，表現(xiàn)為淋溶增量，各元素的淋溶系數(shù)在1.04～22.25之間，養(yǎng)分富集現(xiàn)象明顯。
　　 (6)欒樹葉、根、皮對Mn、Cd、Pb元素有較強的吸收作用。穿透水和樹干莖流中的Mn元素濃度均遠高于林外降水，說明欒樹的林冠層和樹干對大氣中的重金屬元素Mn有較強的吸附作用，通過降水才導致Mn元素淋洗沉降，對大氣降水有一定的凈化作用。隨著土壤層次的加深，滲透水中Mn元素的含量逐