摘 要

以南京市浦口区杨树人工林为对象，观测了林外雨、林内雨、树干流和地表径流，并对不同类型降水的Ca² 、Mg² 、NH₄ -N、K 、Na 、SO₄^2--S、Cl^-、NO₃^--N等阴阳离子的浓度进行了分析。结果表明：从2013年11月至2014年9月，杨树人工林生态系统中林外雨量为1154.1mm，树干流量仅占林外雨量的2.3%，而15.4%的林外雨被杨树人工林的冠层截留；林内雨、树干流与林外雨的月动态变化规律相似。各类降水的pH值表现为林内雨gt;林外雨gt;树干流；SO₄^2－-S和Ca² 分别是各类降水中主要的阴离子和阳离子。整体上，树干流中离子浓度gt;林内雨gt;林外雨；林内雨是降水养分输入的主要形式，各养分离子年输入量占总输入量的90%以上。

关键词：杨树人工林；降水量；离子浓度；离子输入量

Study on water flux and ion content in a poplar plantation ecosystem

ABSTRACT

This study investigated precipitation amount and nutrient ion concentrations (Ca² 、Mg² 、NH₄ -N、K 、Na 、SO₄^2--S、Cl^-、NO₃^--N) of atmospheric precipitation, throughfall, stemflow and surface runoff in a poplar plantation in Pukou Nanjing, during the period of November, 2013 to September, 2014. The results showed that: the atmospheric precipitation was 1154.1mm, and the temporal fluctuations of precipitation amount in throughfall and stemflow were similar to bulk precipitation. Only 2.3% of the annual bulk precipitation was partitioned into stemflow. After subtracting throughfall and stemflow, about 15.4% of the annual precipitation was intercepted by the forest canopy. The highest annual average pH value was in throughfall, followed by bulk precipitation and stemflow. The dominant ions were SO₄^2－-S and Ca² in bulk precipitation, throughfall and stemflow. The order of ion concentrations generally was in stemflow gt; throughfall gt; bulk precipitation. The primary form of nutrient input was throughfall.

Key words：Poplar plantation; Precipitation; Ion content; Ion input

目录

前言 1

1 综 述 2

1.1杨树的基本概况 2

1.1.1杨树的自然分布 2

1.1.2杨树的形态特征 2

1.1.3杨树的用途 2

1.1.4杨树人工林的研究现状 2

1.2森林水分通量及离子含量研究 2

1.2.1降水分配特征 2

1.2.2化学特性 3

1.2.3养分特征 3

1.3结语 3

2 研究区概况与研究方法 4

2.1 研究区概况 4

2.2 研究方法 4

2.2.1降水收集方法 4

2.2.2测定方法 5

2.2.3计算方法 5

2.2.4 数据处理 6

3 结果和分析 7

3.1降水量的月动态变化 7

3.2降水的pH值月动态变化 7

3.3降水的电导率月动态变化 8

3.4林外雨中的离子浓度月动态变化 9

3.5林内雨的离子浓度月动态变化 10

3.6树干流的离子浓度月动态变化 11

3.7地表径流的离子浓度月动态变化 12

3.8不同类型降水中的主要离子输入量 13

4 讨论与结论 15

4.1 讨论 15

4.2 结论 15

致 谢 16

参考文献 17

前言

杨树（Populus）分布广、适应性强^[1]。我国杨树人工林总面积达800多万hm²，其中杨树用材林面积为309万hm²，大约占全国杨树人工林面积的40%^[2]。在所有的造林树种中，杨树占有重要地位，因此，为了满足整个社会的经济发展和环境保护的需求，发展杨树人工林成了杨树研究的主要趋势^[2]。对杨树人工林生态系统水分通量及离子含量进行研究，探讨杨树人工林生态系统中不同类型水分的量和质的差异及其产生的原因具有重要意义。

水作为自然生态系统中最重要的生态因素，是地球系统地圈—生物圈—大气圈重要而无可替代的一部分，并与森林的关系尤为密切^[3]。在多种森林生态系统的养分输入中，大气降水作为生物地球化学循环在生态体系中的重要组成^[4]，其产生的水分通量以及雨水中的离子含量对森林生态系统的研究有很大影响。因为树木林冠的遮挡作用，当大气降雨经过时，在很大程度上会被截留^[5]，然后形成林内雨。林内雨是水分通量的重要组成，一部分形成了穿透雨，另外一部分又沿树干流向林地，即树干流^[6]，森林地被物和土壤层的营养输入在一定程度上会受到树干流的影响。此外，被土壤或地面覆盖物吸收以及在空气中蒸发后留下的在土地表层流动的地表径流和林外降雨及所包含的离子含量都对杨树人工林的生态系统有很大的影响。本文对杨树人工林生态系统中的林内雨、树干流、地表径流以及林外雨的水量进行了研究；同时对林内雨、树干流、地表径流以及林外雨的主要阴阳离子浓度进行了初步分析，以期为进一步研究杨树人工林的水循环规律和养分循环特征提供参考。