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在世界一些多雾的山地森林生态系统中,雾和雾降水一直被认为是一种极其重要的水文和化学输入项,其生态效应是多方面的。与世界其它热带雨林分布地区相比,地处热带北缘西南季风气候区的西双版纳虽然纬度偏北、热量偏低、气候偏干,但该区域却广泛分布着热带雨林群落和持久的茫茫浓雾。因而,频繁出现的浓雾被认为是导致该地区热带雨林生存、维持的一个重要环境因子。
本文系统地研究了西双版纳热带季节雨林内雾特征、雾水在季节雨林生态系统的水分和养分输入中所起的作用,并采用氢、氧稳定性同位素技术测定和分析了植物对雾水的利用状况、雾水对土壤水和地下水的贡献及雾水对土壤蒸发和森林蒸发散的影响,同时还与橡胶林的雾水输入量进行了比较分析,从水分平衡和养分循环角度探讨了频繁、持久的浓雾在西双版纳热带雨林生态系统生存环境中所扮演的角色。
研究结果表明,热带季节雨林最上层林冠既是雾形成的重要层,又是雾的首先形成层,林下雾是由上层雾变浓下沉而来。频繁、持久的辐射雾不仅为季节雨林带来了额外的水分(89.4mma-1)和养分(占全年的10~25%)输入,还减弱了冬季低温强度,对森林起到了一定的保温作用,为热带雨林植物度过热量偏低、水分不足的冬季创造了有利条件。干季(11~4月),林冠截留滴落的雾水不仅在热带季节雨林的水分总输入中占有较高的比例(占33%),随雾水输入的化学养分也是居于主导地位(占72%)。雾水的输入极大地缓解了干季森林内浅层土壤的水分不足,为下层浅根植物(幼树和耐阴植物)的生存和生长即森林更新创造了湿凉、少变的有利环境。干季,下层植物12~79%(平均为45%)水分来自雾水,上层树种仅为5~31%(平均为13%),下层植物或幼树可利用更多的雾水,这与它们的浅根分布形式有关。持久、浓重的雾极大地削减了森林的蒸发散,使得西双版纳季节雨林的蒸发散(1079mma-1)和土壤蒸发率(4%)均处于较低水平。西双版纳地区热带季节雨林较低的蒸发散,似乎也是该森林生态系统在雨水偏少、温度偏低的该地区生存的适应结果。研究还表明,雾水对森林的地下水没有显著的贡献,其水分补给仅仅来自雨水。
另外,橡胶林林冠截留滴落的雾水(18.6mma-1)远远小于热带季节雨林的截留雾水(89.4mma-1),说明热带季节雨林的水分循环和涵养水源功效是橡胶林无法比拟的。对本地区热带季节雨林而言,雨水较少的年份,雾水截留量则较多,较多的截留雾水似乎是对雨水不足的一种补充,这对热带雨林植物的正常生长和生存具有更为重要的生态学意义。