珠江三角洲酸雨地区树木敏感组织与根区土壤污染指示元素格局特征

• 作 者: 李祥光
• 机 构: 中国科学院华南植物研究所
• 出 处: 中国科学院华南植物园 中国科学院华南植物研究所
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 酸雨 树木敏感组织 根区土壤化学 树木健康评价

为研究珠江三角洲地区长期酸雨淋洗对森林土壤及生长树木所产生的危害，选取在亚热带地区广泛分布的马尾松(Pinus massoniana)和荷木(Schimasuperba)为研究对象，在鼎湖山、西樵山和白云山三个样点展开调查。从酸雨能够改变土壤和植物组织的化学元素含量这一观点出发，进行树木敏感组织(叶片、嫩枝和细根)以及根区土壤的采样和分析，旨在阐明当前酸雨污染状况下树木各敏感组织的元素含量特征及这些元素在根区土壤中的分布特征，并对在欧洲北美酸雨地区森林受害评价指标在我国亚热带温暖湿润地区森林健康诊断中的适宜性做了分析和讨论。论文的主要结论如下：　　
1.树木敏感组织中元素含量特征、种间差异、地域差别及元素间的关联性　　
(1)两个树种均表现为，K和Mg在当年生叶和嫩枝等新生幼龄组织中含量最高，Ca在前年生叶含量最高，Al元素则明显地累积在植物的细根部，而Cu、Zn、Mn、Pb等重金属元素含量在不同敏感组织没有明显差别。　　
(2)总体上说，典型阳生针叶树马尾松有明显高的Zn、Cu吸收富集能力，其它元素含量较荷木偏低。　　
(3)广州白云山两树种敏感组织中K、Ca、Mg等盐基离子以及Mn含量最高，西樵山则以Zn、Cu和Pb等重金属元素含量高，尤其在马尾松组织的积累显著。此外，西樵山Cu和Zn含量超出背景值标准，Zn元素污染相当严重，鼎湖山和白云山的Cu含量高于最大临界值。Mn和Pb则在临界值允许范围之内。　　
(4)相关分析表明，敏感组织Al元素含量变化最容易对其它元素产生扰动，影响马尾松Cu、Zn、Pb含量变化，荷木Ca、Mg含量变化。　　
2.根区土壤中元素分布格局特征及地域差异　　
(1)马尾松根区土壤交换性Al3+含量高于荷木根区土壤，其它土壤化学特征参数包括pH值、有机质含量、可交换性矿质盐基离子(K+、Ca2+、Mg2+)甚至交换性H+都大致相等，没有因树种覆盖的不同而产生显著差异。　　
(2)土层深度对元素含量分布有明显影响且因元素特性的不同而异。交换态K+、Ca2+、Mg2+在矿质层0-10 cm含量最高，交换性酸在土壤有机质层含量最高。　　
(3)西樵山地区森林土壤酸化最严重，且交换态矿质离子K+、Ca2+、Mg2+含量最高，有机质含量最高，交换性酸含量最低。鼎湖山根区土壤的可交换矿质离子K+、Ca2+、Mg2+供应能力很差，铝饱和度高，暗示该地区森林可能受土壤酸化作用引起的铝毒潜在威胁。　　
3.元素浓度比值的指示意义及其适宜性评价　　
结果初步表明野外自然生长树木的敏感组织Ca/Al、(K+Ca+Mg)/Al比值在欧洲北美酸雨地区森林受害评价指标的指示范围内，其中细根组织和当年生叶组织的比值稳定性较好。考虑到细根采样和分析中存在诸多的误差因素，建议采用当年生叶组织作为准确评价树木受酸雨危害的指示器。比较而言，根区土壤的Ca/Al、(K+Ca+Mg)/Al比值相当低，大多处于0.1-0.2的水平，这比欧美森林受酸雨出现危害时的指示值要低5-10倍，且指示值的离散程度很大，因此认为在利用根区土壤的Ca/Al、(K+Ca+Mg)/Al比值来判断我国亚热带酸雨地区树木生长受铝风险程度时，首先需要校正这两个比值的指示含义及树木受危害风险的真实阈值。