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亚热带城乡森林降雨化学特点的研究

作　者: 曾玲梅
导　师: 徐小牛
学　校: 安徽农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 大气降雨穿透雨 pH值 EC值水文化学森林水文
分类号: S715.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

大气降雨对森林的水分、养分循环起着重要作用。大气降雨一部分直接降落到地表，另一部分则透过树木冠层以穿透雨和树干径流的形式降落到地表和渗透到土壤里面，对土壤产生影响。大气降雨中携带的各种养分元素是森林中养分的主要输入量，大气降雨透过林冠层，会产生洗脱淋溶作用和吸附吸收作用。经过穿透雨淋溶下来的养分直接进入到地表和土壤，从而对森林土壤养分有效性起着重要作用。不同的时间、环境类型和森林类型对大气降雨中的不同养分元素的作用都不相同。对合肥城区水杉林、石台大山和祁门采育场常绿阔叶林的大气降雨和穿透雨的雨量、pH、EC还有其中所含的NH₄⁺-N、NO₃^--N、SO₄^2-、Cl^-、PO₄^3--P、TOC、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺各种元素进行了比较研究，以确定不同森林类型的大气降雨和穿透雨量的特征及不同森林类型的降雨的化学特点还有不同地区环境对降雨量和降雨化学成分的影响。所获得结果如下。（1）降雨量在2010年3月到2011年12月期间，合肥城区内共记录到38次降雨过程，总降雨量1654.08mm。2010年和2011年的降雨都主要集中在夏季。研究期内水杉林的穿透雨总量为1326.34mm，穿透雨率为80.19%。石台常绿阔叶林从2012年5月到2012年12月期间的大气降雨总量为853.00mm，穿透雨量为832.26mm，穿透雨率平均为93.58%，降雨主要集中在夏季。祁门常绿阔叶林从2012年5月到2012年12月期间的总降雨量为1976.22mm，穿透雨总量为1658.20mm，穿透雨率为83.91%。林外年降雨量的大小依次为合肥<石台<祁门。三个地区穿透雨率大小为合肥<祁门<石台。穿透雨量与大气降雨量有很大相关性，同时与树木生长状况、降雨强度有较大关联度。（2）降雨pH和EC研究期内合肥城区、石台和祁门三地的降雨都呈中性。三个地区大气降雨和穿透雨的pH值关系均为穿透雨<大气降雨。三个地区的大气降雨pH值大小为祁门<石台<合肥，穿透雨pH值大小为石台=祁门<合肥。降雨pH季节变化上，都表现为夏季低，秋季高。研究期内合肥城区和石台祁门林区三个地区大气降雨和穿透雨的EC值关系均为大气降雨<穿透雨。三个地区的大气降雨EC值大小为祁门<石台<合肥，穿透雨EC值大小为祁门<石台<合肥。降雨EC季节变化上，都表现为夏季低，秋季高。（3）降雨化学组成合肥城区水杉林大气降雨中的各种化学元素的浓度大小关系为SO₄^2-> TOC>K⁺> Cl^-> Ca²⁺> NH₄⁺-N+NO₃^--N> NH₄⁺-N> NO₃^--N>Mg²⁺> PO₄^3--P。穿透雨中的各种化学元素大小关系为SO₄^2-> Cl^-> K⁺> TOC> Ca²⁺> NH₄⁺-N+NO₃^--N>NO₃^--N>Mg²⁺> NH₄⁺-N> PO₄^3--P。合肥城区水杉林除了NH₄⁺-N和TOC的含量特点为穿透雨<大气降雨，其他的化学元素均为穿透雨>大气降雨。石台常绿阔叶林中的各种化学元素的大小为TOC> SO₄^2-> Ca²⁺> NO₃^--N+NH₄⁺-N> Cl^-> K⁺>NO₃^--N> NH₄⁺-N> Mg²⁺> PO₄^3--P。穿透雨中的各种化学元素大小顺序为TOC>SO₄^2-> K⁺> Ca²⁺> NH₄⁺-N+NO₃^--N> Cl^-> NO₃^--N> NH₄⁺-N>Mg²⁺> PO₄^3--P。降雨中的化学元素含量的特点均为穿透雨>大气降雨。祁门渣湾采育场常绿阔叶林大气降雨中的各化学元素含量的大小顺序为TOC> SO₄^2-> K⁺> Cl^-> NH₄⁺-N+NO₃^--N> Ca²⁺>NO₃^--N> NH₄⁺-N> Mg²⁺> PO₄^3--P。穿透雨中化学元素大小顺序为TOC> SO₄^2-> K⁺>Cl^-> Ca²⁺> NH₄⁺-N+NO₃^--N> NO₃^--N> NH₄⁺-N>Mg²⁺> PO₄^3--P。降雨中的化学元素含量的特点也均为穿透雨>大气降雨。三个地区的降雨中的化学元素含量大小基本为水杉林>石台，水杉林>祁门。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-12
1 文献综述  12-17
  1.1 森林水文学研究背景  12
  1.2 森林水文学的历史  12-13
  1.3 森林水文学的生态效益  13-14
  1.4 森林水文学研究的现状  14-17
    1.4.1 森林土壤与地下水文过程  14
    1.4.2 森林降雨分配的研究  14-15
    1.4.3 降雨化学特征的研究  15-17
2 引言  17-18
  2.1 研究意义  17-18
  2.2 研究目的  18
3 研究地概况及研究方法  18-21
  3.1 研究地概况  18-19
    3.1.1 合肥自然概况  18-19
    3.1.2 石台大山地区自然概况  19
    3.1.3 祁门渣湾地区自然概况  19
  3.2 研究地林分结构  19-20
    3.2.1 合肥水杉林林分结构  19
    3.2.2 石台大山常绿阔叶林林分结构  19-20
    3.2.3 祁门渣湾常绿阔叶林林分结构  20
  3.3 实验技术路线  20
  3.4 研究方法  20-21
    3.4.1 森林降雨观测  20-21
4 研究区降雨特征  21-28
  4.1 城区水杉林降雨特征  22-24
    4.1.1 水杉林大气降雨特征  22-23
    4.1.2 水杉林穿透雨的特征  23-24
  4.2 常绿阔叶林降雨特征  24-28
    4.2.1 石台大山天然林林外雨和穿透雨分布特征  24-25
    4.2.2 祁门渣湾采育场天然林林外雨和穿透雨分析  25-26
    4.2.3 不同地区穿透雨特征比较分析  26-28
5 降雨化学特征  28-61
  5.1 PH、EC 值特征  28-35
    5.1.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨 pH、EC 值特征  29-31
    5.1.2 常绿阔叶林大气降雨和穿透雨 pH、EC 值动态变化  31-33
    5.1.3 不同地区大气降雨和穿透雨 pH、EC 值比较  33-35
  5.2 大气降雨和穿透雨的氮素特征  35-42
    5.2.1 大气降雨和穿透雨的 NO_3~--N 特征  35-38
    5.2.2 大气降雨和穿透雨的 NH_4~+-N 特征  38-40
    5.2.3 不同研究区的大气降雨和穿透雨中的氮素浓度的比较  40-42
  5.3 大气降雨和穿透雨中 PO_4~(3-)-P 的特征  42-44
    5.3.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨的 PO_4~(3-)-P 月分布特征  42-43
    5.3.2 石台、祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨的 PO_4~(3-)-P 分布特征  43-44
  5.4 大气降雨和穿透雨中 SO_4~(2-)的特征  44-46
    5.4.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨的 SO_4~(2-)浓度月分布特征  44-45
    5.4.2 石台、祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨的 SO_4~(2-)浓度分布特征  45-46
  5.5 大气降雨和穿透雨中 CL-的特征  46-49
    5.5.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨的 Cl~-浓度月分布特征  47-48
    5.5.2 石台、祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨的 Cl~-浓度分布特征  48-49
  5.6 大气降雨和穿透雨中 TOC 的特征  49-51
    5.6.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨的 TOC 月分布特征  49-50
    5.6.2 石台、祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨的 TOC 分布特征  50-51
  5.7 大气降雨和穿透雨中 K~+、CA~(2+)、MG~(2+)的特征  51-58
    5.7.1 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨中 K~+的特征  51-52
    5.7.2 石台大山和祁门常绿阔叶林采育场大气降雨和穿透雨中 K~+的特征  52-53
    5.7.3 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨中 Ca~(2+)的特征  53-54
    5.7.4 石台大山和祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨中 Ca~(2+)的特征  54-55
    5.7.5 合肥城区水杉林大气降雨和穿透雨中 Mg~(2+)的特征  55-56
    5.7.6 石台大山和祁门常绿阔叶林区大气降雨和穿透雨中 Mg~(2+)的特征  56-58
  5.8 不同林分降雨各养分元素淋溶系数及浓度比较  58-61
    5.8.1 各养分元素的淋溶系数  58-59
    5.8.2 各养分元素的浓度比较  59-61
6 讨论与结论  61-66
  6.1 讨论  61-64
    6.1.1 降雨量及其分配特征  61
    6.1.2 降雨的化学特点  61-64
  6.2 结论  64-66
参考文献  66-72
致谢  72-73
作者简介  73
发表的论文  73

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