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冬奥会张家口赛区典型林分水化学性质研究

胡静霞 杨新兵 钟良子

胡静霞, 杨新兵, 钟良子. 冬奥会张家口赛区典型林分水化学性质研究[J]. 福建农业学报, 2018, 33(2): 199-205. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.02.017
引用本文: 胡静霞, 杨新兵, 钟良子. 冬奥会张家口赛区典型林分水化学性质研究[J]. 福建农业学报, 2018, 33(2): 199-205. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.02.017
HU Jing-xia, YANG Xin-bing, ZHONG Liang-zi. Water Chemistry of Typical Forestry at Zhangjiakou Site for 2022 Winter Olympics[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(2): 199-205. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.02.017
Citation: HU Jing-xia, YANG Xin-bing, ZHONG Liang-zi. Water Chemistry of Typical Forestry at Zhangjiakou Site for 2022 Winter Olympics[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(2): 199-205. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.02.017

冬奥会张家口赛区典型林分水化学性质研究

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.02.017
基金项目: 

国家科技重大专项 2015ZX07203-005-02

详细信息
    作者简介:

    胡静霞(1991-), 女, 硕士研究生, 研究方向:生态学(E-mail:18730277228@163.com)

    通讯作者:

    杨新兵(1978-), 男, 博士, 副教授, 研究方向:水土保持与森林生态(E-mail:yangxinbing2001@126.com)

  • 中图分类号: X824

Water Chemistry of Typical Forestry at Zhangjiakou Site for 2022 Winter Olympics

  • 摘要: 为改善2022年冬奥会河北省张家口市崇礼赛区(和平林场)森林水环境,以当地典型森林类型(山杨林、云杉林、白桦林和华北落叶松林)为研究对象,比较其在降雨分配过程中(林外雨、穿透雨、树干径流、地表径流)对降水水化学性质的影响程度。化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)分别使用消解比色法、水杨酸法、过硫酸盐氧化法、消解抗坏血酸法测定。结果表明:(1)降雨经过林冠层后(穿透雨)4个林分COD、TN含量较林外雨整体上呈增加趋势;NH3-N、TP含量呈减少的趋势;(2)树干径流中4个林分COD、NH3-N、TN、TP含量较林外雨整体上均呈增加趋势;(3)4个林分的地表径流中COD、TN、TP含量较林外雨呈增加趋势;NH3-N含量呈减少趋势;(4)水化学性质综合变化指数分别为林外雨0.65、山杨林0.95,云杉林2.09,白桦林1.30,华北落叶松林2.32。降雨对森林的化学淋溶作用较大,经淋溶作用后穿透雨、树干径流及地表径流中的NH3-N、TN、TP净淋溶量出现了负值。森林降低了雨水中氨氮的含量,对水化学环境起到了一定的净化作用,对改善水生态环境具有一定意义。
  • 表  1  不同林分样地基本概况

    Table  1.   Profiles of forestry types

    序号 林分类型 起源 海拔/m 坡度/° 郁闭度 平均树高
    /m
    平均胸径
    /cm
    林层结构
    1 云杉纯林 人工林 1590 22 0.55 13.0 13.4 单层
    2 白桦纯林 次生林 1640 26 0.75 12.7 13.0 单层
    3 山杨纯林 次生林 1596 31 0.75 11.9 10.1 单层
    4 华北落叶松纯林 人工林 1590 24 0.55 14.6 14.8 单层
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    表  2  地表水环境质量标准基本项目标准限值[14]

    Table  2.   Basic standards for environmental quality of surface water

    [单位/(mg·L-1)]
    项目 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类
    COD ≤15 ≤15 ≤20 ≤30 ≤40
    NH3-N ≤0.15 ≤0.50 ≤1.00 ≤1.50 ≤2.00
    TN ≤0.20 ≤0.50 ≤1.00 ≤1.50 ≤2.00
    TP ≤0.02 ≤0.10 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.40
    注:数据来源于《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》
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    表  3  不同林分水样的水化学性质

    Table  3.   Chemical properties of water samples from forestry of different types

    林分类型 COD/
    (mg·L-1)
    TN/
    (mg·L-1)
    TP/
    (mg·L-1)
    NH3-N/
    (mg·L-1)
    COD
    污染指数
    TN
    污染指数
    TP
    污染指数
    NH3-N
    污染指数
    综合
    污染指数
    林外雨 1 2.60 0.12 1.94 0.025 1.3 0.3 0.97 0.65
    山杨纯林 穿透雨 39±2.00cd 0.50±0.10bc 0.07±0.01a 1.48±0.01bc 0.98 0.25 0.16 0.74 0.53
    树干径流 58±2.00bc 2.90±0.20bc 0.08±0.01bc 1.61±0.15bc 1.45 1.45 0.21 0.81 0.98
    地表径流 67±60.50b 5.90±3.16a 0.17±0.04a 0.73±0.54a 1.66 2.93 0.43 0.39 1.35
    云杉纯林 穿透雨 56±1.00bc 4.60±0.10a 0.09±0.03a 1.92±0.05a 1.40 2.30 0.22 0.96 1.22
    树干径流 212±8.00a 6.10±0.30ab 0.72±0.03ab 2.22±0.12ab 5.30 3.05 1.81 1.11 2.82
    地表径流 90±5.00ab 9.18±4.78a 0.48±0.25a 1.70±0.19a 2.25 4.59 1.19 0.85 2.22
    白桦纯林 穿透雨 61±2.00ab 2.90±0.20ab 0.07±0.02a 1.80±0.00ab 1.53 1.45 0.18 0.90 1.01
    树干径流 48±2.00cd 1.90±0.10cd 0.10±0.01bc 1.58±0.04bc 1.20 0.95 0.24 0.79 0.80
    地表径流 170±46.50a 6.27±2.17a 0.18±0.02a 1.21±0.67a 3.85 4.90 2.01 1.69 3.11
    华北落叶松纯林 穿透雨 65±2.00a 4.60±0.20a 0.11±0.02a 1.70±0.10ab 1.63 2.30 0.28 0.85 1.26
    树干径流 154±2.00ab 9.80±0.10a 0.81±0.03a 3.37±0.05a 4.24 3.14 0.44 0.60 2.10
    地表径流 124±11.50ab 12.08±7.28a 0.35±0.08a 0.76±0.40a 3.09 6.04 0.87 0.38 2.59
    注:表中小写字母不同表示同一水样类型不同林分之间存在显著差异(P<0.05)。
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    表  4  降雨净淋溶4项指标含量和淋溶系数

    Table  4.   Net contents of 4 indicators and leaching coefficients of rainfalls

    林分类型 项目 COD TN TP NH3-N
    山杨纯林 穿透雨净淋溶/(mg·L-1) 38 -2.10 -0.06 -0.46
    树干径流净淋溶/(mg·L-1) 57 0.30 -0.04 -0.33
    地表径流净淋溶/(mg·L-1) 66 3.26 0.05 -1.21
    穿透雨淋溶系数 39 0.19 0.53 0.76
    树干径流淋溶系数 58 1.12 0.68 0.83
    地表径流淋溶系数 67 2.26 1.37 0.38
    云杉纯林 穿透雨净淋溶/(mg·L-1) 55 2.00 -0.03 -0.02
    树干径流净淋溶/(mg·L-1) 211 0.30 -0.04 -0.33
    地表径流净淋溶/(mg·L-1) 89 6.58 0.36 -0.24
    穿透雨淋溶系数 56 1.77 0.75 0.99
    树干径流淋溶系数 212 1.12 0.67 0.83
    地表径流淋溶系数 90 3.53 4.00 0.88
    白桦纯林 穿透雨净淋溶/(mg·L-1) 60 0.30 -0.05 -0.14
    树干径流净淋溶/(mg·L-1) 47 -0.70 -0.02 -0.36
    地表径流净淋溶/(mg·L-1) 169 3.67 0.06 -0.73
    穿透雨淋溶系数 61 1.12 0.58 0.93
    树干径流淋溶系数 48 0.73 0.83 0.81
    地表径流淋溶系数 170 2.41 1.50 0.62
    华北落叶松纯林 穿透雨净淋溶/(mg·L-1) 64 2.00 -0.01 -0.24
    树干径流净淋溶/(mg·L-1) 153 7.20 0.69 1.43
    地表径流净淋溶/(mg·L-1) 123 9.48 0.23 -1.18
    穿透雨淋溶系数 65 1.77 0.92 0.88
    树干径流淋溶系数 154 3.77 6.75 1.74
    地表径流淋溶系数 124 4.65 2.92 0.39
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-22
  • 修回日期:  2018-01-14
  • 刊出日期:  2018-02-01

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