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本文在宁夏六盘山地区,于2011年生长季,研究了华北落叶松林的水文过程,揭示了伴随雨水转化而发生的元素通量变化规律,意图为华北落叶松林生态系统的经营管理及更深入的物质循环研究提供科学依据。主要结果如下:(1)华北落叶松林研究样地为25年生的中幼林,林冠郁闭度0.8,平均树高13.9m,平均胸径15.5cm,密度1128株/hm2叶面积指数为2.59;林下灌木稀少,其盖度平均24.6%,高度平均2.50m,地径平均3.19cm;草本层平均高度20cm,盖度为71.6%;灌木层和草本层的Simpson指数和Shannon指数均低于1.5,表明灌木层和草本层的植被多样性较低。(2)华北落叶松林土壤容重(g/cm3)伴随土壤深度增大而增大,其中0-10cm土层最小,为0.92,80-100cm土层最大,为1.18。孔隙度、最大持水量、毛管持水量和田间持水量伴随土层深度的增加而减小,其中0-10cm土层含量分别为63.53%、60.58%、38.20%、36.43%,而80-100cm土层含量分别为54.85%、44.08%、32.05%、30.06%;土壤pH值随土层深度增加而升高,其中0-10cm土壤为7.15,80-100cm土壤为7.57。表层土壤的有机碳和全氮含量伴随土层加深而减少;0-100cm土层的全磷和全钾含量变化规律不明显,平均含量分别为0.86、3.48g/kg;Ca、Cu、Zn含量伴随土层加深而增大,在80-100cm土层其含量分别达到8.58、0.05、0.36g/kg;而Fe、Na、S、Mg、Mn含量在各土层变化规律不明显。(3)在2011年生长季(5-10月)降水773.7mm,主要集中在7-9月,占整个生长季的75.25%,而5、6、10月降水分别占生长季的6.42%、12.77%、5.56%。生长季林冠穿透水量为547.24mm,其中9月份最大(170.5mm,占该月降水的78%),5、10月较小(分别为41.05和36.44mm,占各月降水的83%和71%)。生长季树干径流量仅2.14mm,其中9月份最大(1.03mm)、5月份最小(0.05mm)。生长季林冠截持量为224.32mm,其中7月份最大(82.61mm),其次为9月份(47.92mm)、6月份(40.99mm)、5月份(8.58mm)、10月份(6.34mm)。(4)生长季雨水pH值在经过林冠层、枯落物层和土壤层后发生了明显变化。林外降水pH值平均为7.13,在穿透水中降为6.73,在干流中降为6.00,说明可能有生物酸或酸性沉降进入;在经过枯落物层、土壤层(0-30cm)后,雨水(土壤溶液)pH值回升为6.87和7.28,表明有碱性物质进入,对雨水酸度有缓冲调节作用。林外降水的电导率(μs/cm)最小(31.33),以后在雨水下行转化中随溶质加入而升高,穿透水为110.33,树干茎流为131.73,枯透水为145.67,尤其在经过根系层后的土壤渗透水(30cm)中为347.6。(5)在整个生长季,林外降水中K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、 Fe3+、NH4+-N、NO3--N、Cl-、SO42-、PO43的离子浓度分别为0.02、0.04、0.02、0.15、0.12、0.17、2.64、0.25、0.02、0.01、0.08、0.09、O.OOmmo1.L-1,伴随降水输入的离子通量分别为17.23、33.73、12.51、112.91、0.09、0.13、2.05、0.19、11.63、6.53、59.34、68.56、0.00mmol·m-2,(6)经过林冠层作用后,由穿透水和干流组成的林下降水的多数阳离子(K+、Mg2+、Mn2+、Cu2+、Fe3+)通量高于大气降水携带的输入量,其通量差分别为124.65、20.42、0.05、0.59、0.11、0.37mmol·m-2,表明林冠层对多数阳离子具有净输出的“源”作用;而林冠层对Na+、Ca2+、Zn2+具有净吸收固定的“汇”作用,其通量差分别为-3.04、-37.17、-0.95mmol·m-2。枯透水的阳离子通量均小于林下降水,说明枯落物层对阳离子通量起着净吸收固定的“汇”作用;土壤渗透水的阳离子(K+、H+、Cu2+、Fe3+)通量小于枯透水的,其通量差分别为-55.92、-0.03、-0.03、-0.19mmol·m-2,说明土壤层对它们具有净吸收固定的“汇”作用,而对其余多数阳离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+)的通量(通量差为25.19、38.87、136.68、0.10、0.92mmol·m-2)仍起着净输出的“源”作用,尤其是最主要的盐基离子Ca2+和Mg2+。(7)在林冠层和枯落物层中,NH4+-N通量相对相邻上层的通量差均为负值(-3.81、-5.62mmol·m-2),而土壤层相对相邻上层的通量差为正值(5.31mmol·m-2),这表明林冠层、枯落物层对NH4+-N具有净吸收的“汇”的作用,而土壤层则为净吸收固定的“源”作用。林冠层NO3--N的通量相对相邻上层为负值(-4.14mmol·m-2),而在枯落物层、土壤层中相对相邻上层通量差均为正值(2.59、12.24mmol·m-2),这表明林冠层对NO3--N表现为净吸收固定的“汇”作用,枯落物层和土壤层则表现为净输出的“源”作用。(8)林冠层中SO42-的通量相对相邻上层的通量差为负值(-4.72mmol·m-2),表现为净吸收固定的“汇”作用,而对Cl-和P0O3-表现为净输出的“源”作用(15.19、26.72mmol·m-2);在枯落物层穿透水中,Cl-、SO42-、po43的通量差均为负值(分别为-32.76、-39.97、-20.54mmol·m-2),这说明枯落物层对它们具有净吸收固定的“汇”作用;在主根系土壤层中,对Cl-、SO42-、PO43-具有净输出的“源”作用。(9)林冠层对TOC(有机碳)通量输入表现为“源”的正淋溶作用(64.66kg·hm-2);枯落物层和土壤层对相邻上层的TOC通量差均为负值(-53.08、-34.15kg·hm-2),说明二者均对TOC具有净吸收固定的“汇”作用。