酸沉降下南亚热带森林土壤元素动态及其响应机制

发布时间：2020-05-18 17:05

【摘要】：华南地区的酸沉降可能影响到森林土壤元素循环。本文选取我国南亚热带森林生态系统——鼎湖山自然保护区为研究对象,建立长期的模拟酸沉降控制实验样地,对保护区内不同演替阶段的三种森林土壤在受到酸沉降影响后,土壤酸度和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+),尤其交换性Ca2+离子的动态变化、相关性及其对酸沉降的不同响应机制进行了为期3年的研究。主要结论如下： (1)三种森林相比,马尾松林具有显著高于另外两个林型的pH值,3个森林土壤pH都随土壤酸度的下降而减小,随土层深度的增加而增大,这和以往的研究结果一致。3年的酸处理对土壤pH值的影响结果为：随时间的推移,呈明显的季节变化,即同一年中旱季pH值高,雨季pH值低；2012年6月比2009年12月相比,三种森林土壤pH分别下降了1.2%、3.2%、2.9%；此外,模拟酸处理pH愈低,三种森林土壤pH值愈小,其中马尾松林和混交林(除2011年6月)各酸处理间土壤pH值差异性不显著性,季风林在累积酸处理18个月后,差异性达到了统计显著水平(P0.05)。 (2)3年的酸沉降添加没有显著改变三个森林土壤交换性酸(H+、Al3+)含量,但本研区交换性酸含量普遍较高,尤其是混交林土壤交换性酸高达150.63±7.64mmol·kg-1;在三种森林中,酸沉降H+的输入,均导致了土壤铝被活化,其交换性Al3+含量分别为40.32±1.28mmol·kg-2;136.48±4.76mmol·kg-1;102.91±3.28mmol.kg-1。 (3)土壤交换性盐基离子对酸沉降的响应随林型不同而不同,随酸处理时间长短以及酸处理pH的不同而不同。不同盐基离子对酸沉降的响应也各不相同,其淋溶释放大小关系为K+Na+Ca2+Mg2+;除马尾松林K+、Na+,土壤交换性阳离子含量与土壤pH均呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)负相关,其中Mg2+的相关性程度及范围最好,其次为Ca2+、Al3+、K+、Na+;三种森林土壤元素含量均表现为：Ca2+Mg2+K+、Na+,且它们都是表层高于深层土壤。三种森林土壤盐基离子(除混交林和季风林Na+)含量都很低,尤其是K+、Mg2+,平均值分别为0.64±0.09mmol·kg-1、0.81±0.08mmol.kg-1;3年的酸沉降加剧了土壤酸化,导致森林林营养元素K+、Na+、Ca2+、Mg2+的流失,从而可能造成植被营养匮乏。 (4)我国南方高温多雨的气候条件下,普遍存在着盐基离子的淋失,赤红壤缺钙尤为突出,交换性Ca2+成为南方酸性土壤中阳离子丰缺的指示离子。本文研究结果显示：鼎湖山自然保护区交换性Ca2+含量对酸沉降的响应因森林类型、土壤深度、酸沉降pH和处理时间的不同而不同：3种森林林型土壤交换性Ca2+平均含量大小关系为,季风林(2.44mmol·kg-1)混交林为(2.10mmol·kg-1)马尾松林(1.87mmol·kg-1);在整个土壤剖面层,3种森林土壤表层对酸沉降的响应强度均高于中下层土壤,且土壤交换性Ca2+含量均随着土壤层深度的增加而降低；同时,随着酸处理pH值的降低,3个森林土壤交换性Ca2+含量总体呈下降趋势：3年累积酸处理后,三种森林土壤交换性Ca2+的淋失量大小关系为马尾松林(0.67mmol·kg-1)混交林(0.37mmol·kg-1)季风林(0.18mmol·kg-1)。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S714;X144

【参考文献】