縉云山不同植被下土-氣界面汞釋放通量及影響因素.pdf

1、汞及其化合物具有很強(qiáng)的生物毒性，自上世紀(jì)50年代日本九州水俁灣(Minamata Bay)爆發(fā)的第一次汞中毒事件以來，汞越來越被認(rèn)為是重要的污染物，并且被視為環(huán)境汞污染問題為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題?？茖W(xué)家們對(duì)自然過程向大氣釋汞做了大量的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)土壤是最主要的來源之一。陸生生態(tài)系統(tǒng)是汞生物地球化學(xué)循環(huán)的主要場(chǎng)所，森林生態(tài)系統(tǒng)作為其中最大的生態(tài)系統(tǒng)，每年可以通過擴(kuò)散作用向大氣排放大量的汞，所以對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的汞匯源問題研究成為重點(diǎn)

2、研究?jī)?nèi)容。自上個(gè)世紀(jì)90年代就有不少專學(xué)者對(duì)溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)汞系統(tǒng)循環(huán)有著較為集中的研究，但對(duì)中亞熱帶森林土/氣界面間汞交換特征的研究還相對(duì)欠缺，尤其是針闊混交林、灌木林、草地和楠竹林這四種植被覆蓋下土/氣界面汞釋放通量的研究和監(jiān)測(cè)。因此，本文應(yīng)用動(dòng)力通量箱(DFC)與Lumex RA915+測(cè)汞儀聯(lián)用技術(shù)，選擇四種植被覆蓋類型——重慶市北碚區(qū)縉云山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)針闊混交林、楠竹林、灌木林以及草地為代表性研究樣地，連續(xù)1年每季度同步監(jiān)測(cè)植

3、被覆蓋下土/氣界面汞釋放通量，同時(shí)考察各環(huán)境因子對(duì)土壤釋汞的影響。
　　結(jié)果表明，縉云山在四種不同植被覆蓋下年平均土/氣界面汞釋放通量分別為針闊混交林14.32±10.89 ng·m-2·h-1，灌木林16.87±13.22 ng·m-2·h-1，草地17.58±20.30 ng·m-2·h-1，楠竹林17.77±14.19 ng·m-2·h-1，均明顯高于自然背景區(qū)通量值，并且不同植被覆蓋下土壤汞釋放通量具有明顯的差異，總體表現(xiàn)

4、為草地＞楠竹林＞灌木林＞針闊混交林。四種林地土壤與大氣間的汞交換通量均有呈現(xiàn)雙向性，夜間以及冷季都出現(xiàn)釋放量負(fù)值現(xiàn)象，但大體表現(xiàn)以土壤汞釋放為主。
　　縉云山地區(qū)不同植被覆蓋下土壤釋汞通量在季節(jié)變化上呈現(xiàn)相似的規(guī)律性，但不同植被之間也存在明顯差異，春季土壤釋汞通量為針闊混交林18.63±9.84ng·m-2·h-1，灌木林20.27±12.46 ng·m-2·h-1，草地21.49±20.74 ng·m-2·h-1，楠竹林20.2

5、6±14.93 ng·m-2·h-1;夏季針闊混交林18.77±12.52 ng·m-2·h-1，灌木林24.95±15.49 ng·m-2·h-1，草地26.85±25.64 ng·m-2·h-1，楠竹林23.38±16.03 ng·m-2·h-1;秋季針闊混交林15.11±9.06 ng·m-2·h-1，灌木林17.29±8.26 ng·m-2·h-1，草地16.26±17.54 ng·m-2·h-1，楠竹林19.82±11.52

6、ng·m-2·h-1;冬季針闊混交林4.77±3.66ng·m-2·h-1，灌木林4.98±4.86 ng·m-2·h-1，草地5.73±5.58 ng·m-2·h-1，楠竹林7.61±7.58ng·m-2·h-1。主要體現(xiàn)出暖季汞釋放通量高于冷季，這主要是受光照、溫度、相對(duì)濕度等氣象因素以及中亞熱帶地區(qū)森林植被生長(zhǎng)變化規(guī)律影響所致，而植被間土壤釋放量的差異主要由于植被枝葉和枯落物覆蓋造成。
　　縉云山地區(qū)不同植被覆蓋下土壤釋汞通

7、量存在明顯的日變化，主要表現(xiàn)為日出到中午光照強(qiáng)度最強(qiáng)烈以及日落到凌晨。伴隨一天日出后光照強(qiáng)度增加，周圍環(huán)境溫度（土溫、氣溫）隨之上升，汞釋放通量同時(shí)隨之升高，當(dāng)達(dá)午間最高光照強(qiáng)度時(shí)，汞釋放通量出現(xiàn)最大值;午后隨光照強(qiáng)度的減弱，釋放量緩慢降低，至凌晨時(shí)段達(dá)最低值。不同植被覆蓋下釋汞量日變化變異系數(shù)平均為草地(115.4％)＞楠竹林(79.8％)＞灌木林(78.4％)＞針闊混交林(76.1％)，這主要是由森林植被覆蓋程度不同所造成。

8、　　不同氣象因素對(duì)土/氣界面汞釋放通量影響也不相同，氣象因素有光照強(qiáng)度、氣溫、土溫和相對(duì)濕度，結(jié)果表明光照強(qiáng)度（R2分別為針闊混交林0.288，灌木林0.269，草地0.630，楠竹林0.463）、氣溫（R2分別為針闊混交林0.488，灌木林0.564，草地0.337，楠竹林0.367）和土溫（R2分別為針闊混交林0.339，灌木林0.468，草地0.298，楠竹林0.344）與汞釋放通量呈正相關(guān)關(guān)系，相對(duì)濕度與汞釋放通量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（

9、R2分別為針闊混交林0.413，灌木林0.579，草地0.463，楠竹林0.300）。通過結(jié)合主成分分析和通徑分析，光照強(qiáng)度為季節(jié)變化和日變化的主要影響因子，并且和植被覆蓋程度密切相關(guān)，其他三種氣象因子主要是通過光照而對(duì)釋放通量產(chǎn)生間接影響。
　　縉云山不同植被覆蓋下汞釋放通量在季節(jié)、日變化上均出現(xiàn)明顯差異性，這與植被的生長(zhǎng)周期、生長(zhǎng)特性、枯落物結(jié)構(gòu)等，以及植被覆蓋后造成的不同周圍環(huán)境因素密切相關(guān)。從本研究可以得出，植被覆蓋面積高