长沙岳麓山小流域水—土系统对酸沉降的响应研究

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近20年来,酸沉降已经成为制约我国经济和社会和谐发展的重要环境问题之一。位于中南地区的长沙是我国受酸沉降污染影响严重的地区之一。本文对长沙岳麓山亚热带森林小流域酸沉降进行了研究。研究内容包括:长沙岳麓山地区酸沉降成因、现状、土壤酸化状况、林冠对大气降水的再分配作用研究、林冠对大气降水化学的影响、土壤对大气降水化学影响。结果表明:1)长沙岳麓山地区酸沉降污染严重。降水中Ca2+、NH4+、SO12-、NO1-是主要的阴阳离子组分,属于混合型降水;降水中硝酸根含量相对较低,但有增加的趋势。降水各化学组分冬季浓度最高、夏季浓度最低;酸性污染物来自中远距离传输,岳麓山降水中碱性物质较少,是降水呈酸性主要原因。沉降特征为高硫一高氮,高盐基沉降。降水离子不平衡,同时由自然因素产生的降水酸度不能忽视。2)岳麓山森林小流域土壤酸度较低,土壤pH值在4.5以下。表层土的酸度比底层更高。但是,土壤中活性铝的含量较低,对植物的毒害作用不明显。3)穿冠水中离子浓度比降水中有明显的升高;穿冠水与降水中离子浓度的季节变化趋势不一致。穿冠水pH值比降水高,冠层对降水有缓冲作用。岳麓山降水、穿冠水和土壤水pH值与组成离子之间的相关性综合分析发现,降水pH值取决于硫酸根、硝酸根、钙离子和氨根离子的平衡浓度。4)岳麓山小流域土壤有机质含量不足,对氮的固定能力较弱容易造成氮元素淋失,并可能导致水体富营养化等一系列后续污染。岳麓山降水和穿冠水中氮的三种主要形态比例相当,接近于1:1:1。土壤水和地表水中氨态氮浓度极低,其氮的主要形态为硝态氮;有机氮浓度也比硝态氮浓度低,所占比例小于30%。
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