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改革开放后珠江三角洲经济迅速发展带来了日益严重的环境污染问题。区域性环境污染的常规监测在最近20年得到了完善，但长期连续大气污染资料在一些地区尤其是经历了快速工业化和城市化的珠三角地区仍十分缺乏。本研究采用年轮化学分析手段，通过分析马尾松(PinusmassonianaL.)木质部中11种金属元素(Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)、2种非金属元素(S、N)和16种优控多环芳烃(PAHs)含量，对该区域过去近50年环境变化历史进行了研究，期望对利用马尾松年轮作为生物指示物来追踪区域性环境污染变迁和预测未来趋势提供科学依据。研究得到如下主要结论：
1.鼎湖山和西樵山两地马尾松年轮生长分析表明，在相似生长环境和气候条件下，马尾松平均敏感度接近，其生长序列含有相似水平的气候信息和环境信息，能够用于树木年轮化学分析；对两地马尾松径向生长量标准化后发现，马尾松年轮指数小于1.0始于上世纪70-80年代，表明马尾松生长出现衰退症状并持续到现在。
2.不同时期形成的木质部中S元素含量呈上升趋势，与珠三角环境中过去50年S含量增加密切相关；利用不同时期马尾松木质部中S含量变化，配合其它环境资料，如酸雨频率、降水pH值等恢复出区域性S污染历史为：
1941～1965:污染程度较轻，大气相对清洁；
1966～1980:大气污染开始出现并持续增强，大气状况不断恶化；
1981～2000:社会、城市、入口和技术高度发展的一个阶段，也是污染最严重的一个阶段。
3.不同时期马尾松木质部N含量变化没有环境指示意义，在最近形成的木质部中，N含量最高，经过有机溶剂提取后，木质部N含量下降了近乎50％，表明木质部中一部分N能在年轮中随树液发生迁移。由于N素在年轮间的迁移，树木年轮N素不适于树木年轮化学分析；木质部N同位素分析(615N)反映了树木吸收外界N源变化，两地马尾松木质部815N均出现了下降趋势：鼎湖山马尾松木质部中δ15N值在1943～2002年期间从-0.56‰降到-2.43‰，西樵山在1955～2002期间从-0.30‰降到-1.53‰，揭示两地N源组成中NOx含量在过去时段内都有了较大上升；研究结果显示马尾松木质部N同位素分析技术可用来指示区域性长期N沉降源变化，并可监测长期N沉降对马尾松林影响。
4.鼎湖山和西樵山马尾松木质部中K、Mg、Ca、Mn和Al在时间序列上都出现了相似变化规律，K和Al呈上升趋势，Mg、Mn和Ca呈下降趋势，这种变化趋势是珠三角酸沉降引起的土壤化学性质发生变化在马尾松木质部的响应：两地马尾松木质部中Ca/Mn摩尔比值和Mg/Mn摩尔比值与马尾松林表层土壤pH值呈显著相关性，通过这两个指标重建的两地马尾松林表层土壤pH值证实，在过去50年内，在酸沉降影响下，土壤酸度下降到了3.78左右。研究结果证实，马尾松木质部中Ca/Mn摩尔比值和Mg/Mn摩尔比值能有效指示土壤酸化过程。该指标的建立为评估酸沉降对珠江三角洲森林生态系统健康影响、森林衰退预测和监测提供了简便的生物学途径。
5.鼎湖山和西樵山马尾松木质部中重金属含量随时间出现上升趋势，增量最大时期出现在1980年以后。鼎湖山木质部Cu、Zn、Cr和Pb含置分别在0.28±0.03～1.20±0.65，5.50±1.67～21.30±12.99，0.61±0.19～9.78±7.14and0.32±0.25～10.24±6.22mg/kg间，西樵山分别在0.36±0.05～1.39±0.34，3.93±1.48～12.52±1.56，0.14±0.11～18.08±3.88and3.82±0.59～36.11±11.57mg/kg之间；环境(土壤和大气)中重金属浓度增加是导致木质部重金属浓度发生剧变的主要原因，木质部重金属浓度能指示环境中重金属浓度变化。
6.西樵山马尾松林土壤中除Cd和Ni外，其余元素含量均高于鼎湖山；两地马尾松最外层木质部元素含量与根部土壤元素含量存在显著对数线性相关关系，揭示土壤化学性质决定着马尾松木质部性质：根据这种相关性可以大致推演森林土壤相关元素近50年的演变动态，土壤中Ca、Mg、Mn持续下降，Al、Cu、Zn和Pb则持续上升。
7.两地马尾松不同时期木质部中多环芳烃以2-4环化合物为主，鼎湖山马尾松木质部中含量最高者为菲(Phe)、苯并芘(B[a]P)和苯并荧葸(B[b]F)，西樵山马尾松1980年前木质部中含量最高者为苯并荧蒽(B[b]F)，1980年后形成的木质部中含量最高者与鼎湖山相同；两地马尾松木质部中总PAHs的组成反映了大气PAHs组成，PAHs总量的历史变化趋势与珠江口沉降物研究结果相吻合；PAHs特征值和因子分析都表明，鼎湖山1985年以前木质部中PAHs来源于油成因，1985年后则来源热成因；西樵山1976年以前形成的木质部中PAHs来源于热成因，1976年后则来源于油成因。研究结果证明马尾松木质部能记录其生长环境中PAHs的变化情况，为利用生物指示环境PAHs变化提供了有益的尝试。