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酸性矿山废水(AcidMineDrainage)是采矿过程中含硫化物的矿石经氧化分解而产生的污染物。树叶凋落物是河流生态系统中能量的主要来源之一,树叶分解过程是河流生态系统物质循环的重要环节。由于树叶分解速率与河流的生物因素和非生物因素密切相关,因此,通过凋落物分解速率的研究,可以了解河流的健康状况。树叶分解速率通常可以作为受损河流生态恢复评价中的一个重要指标。本研究在广东大宝山矿区附近的横石水河中,以8种树叶为实验材料,采用网袋分解法研究了酸性矿山废水对不同种类树叶在不同条件下分解速率的影响。本研究比较了流水环境和静水环境下酸性矿山废水对树叶分解的影响;同时还研究了酸性矿山废水对不同质地树叶以及同种树叶在不同酸性条件下的树叶分解速率的影响。为了了解大型底栖动物在树叶分解中所起的作用,本研究还采用了不同孔径大小的网袋类型对树叶分解的影响;还比较了新鲜树叶和烘干树叶在不同pH值影响下的分解速率。现将主要研究结果分述如下:
(1)酸性矿山废水对两种树叶分解速率的影响。本实验采用布袋和粗网袋二种网袋类型,对人面子和蒲桃两种树叶进行了为期101d的树叶分解研究。结果表明,在对照点的粗网袋中,两种树叶的分解速率分别为:人面子0.0247d~,蒲桃0.0108d-1,而在受酸性矿山废水污染的溪流中,人面子的分解速率为0.0088d-1,蒲桃的分解速率为0.0041d~,在布袋中,人面子的分解速率为0.0070d-1,而蒲桃的分解速率为0.0027d~,显然,酸性矿山废水明显地降低了树叶分解速率。在本试验中,大型底栖动物在对照点上定殖的种类有37种,而在污染点的树叶上仅有2种大型底栖动物定殖。蒲桃树叶上以摇蚊、锯形蜉为优势类群,人面子树叶上摇蚊、蚋、锯形蜉、溪泥甲、短脉石蛾、舌蛭和带瓶螺等类群为优势类群。对照点中粗网袋中树叶的分解速率快于布袋中树叶的分解速率,说明对照点上大型底栖动物在树叶分解过程中起着重要作用。
(2)两种树叶在滞水区和流水区的分解速率的比较。本实验把青皮竹、黧蒴两种树叶分别放置在污染点和对照点中的滞水区和流水区,为期125d。结果表明,从青皮竹叶上采集到大型底栖动物33种,黧蒴树叶上采集到大型底栖动物34种,污染点树叶上定殖的大型底栖动物种类数明显比对照点少。两种树叶上定殖的的大型底栖动物以集食者为主,约占整个功能群的40%。无论是污染点还是对照点,树叶在流水区分解的速率比在滞水区分解的速率快。但树叶上定殖的大型底栖动物密度、种类数、多样性指数差异不显著。
(3)酸性矿山废水对四种不同质地树叶分解速率的影响。本实验选用大叶相思、尾叶桉、降香黄檀和阴香四种树叶装入网袋内进行了为期125d的分解实验。结果表明,树叶在污染点中分解的速率均比在对照点中分解的速率慢。无论是粗网袋还是细网袋,四种树叶的分解系数k值的大小顺序均为降香黄檀>尾叶桉>阴香>大叶相思,四种树叶之间的分解速率差异显著。
(4)pH值对烘干树叶和新鲜树叶的分解速率的影响。选用烘干与新鲜的青皮竹叶、黧蒴树叶放置于受酸性矿山废水影响的溪流中四个样点进行为期119d的分解实验,四个样点的pH值在2.70.6.57之间。结果表明,无论是烘干的树叶还是新鲜的树叶,119d后树叶分解的损失率在50%以下;pH值越高,其分解速率越快。烘干的青皮竹叶的分解速率比新鲜的青皮竹叶慢,而烘干的黧蒴树叶的分解速率却比新鲜的黧蒴树叶的分解速率快。