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研究發現南亞熱帶嚴重酸化的森林土壤緩衝酸沉降機制

在我國南亞熱帶地區,長期高強度的酸沉降已經使該區森林土壤嚴重酸化(pH值通常小於4.2),演替早期的馬尾松林土壤pH表現出逐年降低的趨勢,而處於演替後期的常綠闊葉林土壤pH卻無明顯的年際變化趨勢,不同發育階段的森林土壤表現出了對酸沉降不同的響應,其關鍵機制還未被人們充分認識。

為了解決這一科學問題,中國科學院華南植物園生態及環境科學研究中心博士後江軍在其合作導師、研究員王應平與閆俊華的共同指導下,以採集於這兩個森林的原狀土柱為研究對象,通過模擬酸雨淋溶實驗,探究其不同的酸沉降緩衝機制。研究結果表明,這兩個森林土壤均已進入鋁緩衝體系,酸處理在顯著降低馬尾松林土壤pH的同時,也顯著增加了其土壤交換性陽離子的含量以及這些陽離子的淋失,尤其是Ca2+, Mg2+與Al3+。相比之下,闊葉林土壤各化學參數對酸處理的響應不明顯。對土壤pH與土壤交換性陽離子、土壤pH與陽離子淋溶量以及土壤有機碳與陽離子交換量(CEC)關係的進一步分析表明,馬尾松林土壤對酸沉降的緩衝主要依靠自身土壤礦物的風化、溶解,其較低的SOC與CEC是其在高強度酸性物質輸入下土壤pH顯著降低、陽離子大量流失的重要原因。闊葉林土壤由於較高的有機質含量,不僅能貢獻更多的CEC參與交換反應,還能與流動的陽離子特別是高價的鋁離子相互吸附,形成絡合物,從而很好地緩衝了酸雨。

相關研究成果已於近期發表在國際地學期刊Chemical Geology上。

來源:中國科學院華南植物園


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