北京西山不同人工林水文特征和降水化学研究

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北京西山国家森林公园是距城市最近的一个森林公园。它是集旅游、生态为一体的城市森林公园。森林生态系统的健康与美观直接影响其功能效益的发挥,影响森林生态系统本身的可持续发展。而合理的降水分配和营养元素的循环是保证森林生态系统健康的关键。 本文主要以人工林对降水的分配过程及此过程伴随的养分元素的迁移、淋溶归还等为重点内容进行定位观测。研究北京西山国家森林公园的油松林、栓皮栎林和油松—栓皮栎混交林三种人工林生态系统的水文特征及其降水化学。 森林水文特征的研究内容主要是降水在林冠层的初次分配和林内的再分配。主要结论: 降水量是影响林冠截留、穿透雨、树干茎流的主要因素。在一定降水量级范围内,林冠截留量随着降水量增加而增加,且较小雨量级时增加较快,较大雨量级时增加较慢,并趋于一个恒定值。穿透雨量、树干茎流量都与林外降水量有良好的线性正相关性,并建立了数学模型。林冠截留量与林外降水量也有一定的相关性,但不如前两者。 三种林分中,林冠截留量最大的是栓皮栎林,为158.80mm,其次是油松林,为141.61mm,最小的是混交林为107.44mm。穿透雨量最多的是油松林,为449.40mm,其次是混交林为446.17mm,最小的是栓皮栎林为412.09mm。油松林的树干茎流量为18.99mm,栓皮栎林的树干茎流量为39.11mm,栓皮栎林的干流量约是油松林的2.1倍。 森林降水化学的研究内容主要是伴随降水再分配过程中的养分元素迁移的梯度变化、养分元素的输入量及其淋溶规律。 主要结论:北京西山地区降水pH值平均是6.57,降水为中性。说明北京西山地区干沉降物质变化不大,目前未受酸雨的影响。降水经林冠、树干后pH值、EC值发生了明显变化。树干茎流出现了酸化现象。 三种林分滞尘效果不同,截获尘埃量的大小依次为栓皮栎林>混交林>油松林。 降水经过三种不同林分,养分元素含量发生了梯度变化:树干茎流>穿透雨>林外降水。油松林以NO3--N浓度变化最大,栓皮栎林和混交林均以K+浓度差异变化最大。林内雨(穿透雨+树干茎流)Ca2+浓度均为最高,Na+浓度最小。林内雨流经枯落物层后,水中K+、Na+、Ca2+、Mg2+浓度增加,而NH4+-N、NO3--N浓度减少。 从不同人工林的养分淋溶看,淋溶量大小依次是:油松林为54.12kg.hm-2,栓皮栎林为49.56kg.hm-2,混交林为41.17kg.hm-2。三种林分均以Ca、K元素淋溶量最高,其中油松林的Ca元素淋溶量高于栓皮栎林和混交林的,而K元素则是在栓皮栎林和混交林中高于油松林的。 三种不同人工林输入林地养分量不同,油松林和栓皮栎林相近,分别为120.50kg.hm-2和115.94kg.hm-2,混交林最少,为107.54kg.hm-2。三种林分均以输入的Ca,NH4+-N,K元素占优势。
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