鄧永紅,王立景,黃健強(qiáng),孟 澤,劉世忠,OTIENO Dennis,4,李躍林①
(1.中國(guó)科學(xué)院華南植物園,廣東 廣州 510650;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049;3.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,北京 100085;4.Jaramogi Oginga Odinga University of Science and Technology, Bondo, Kenya 210-40601)
痕量氣體包括二氧化硫(sulfur dioxide, SO2)、氮氧化物(oxynitride, NOx)、臭氧(ozone, O3)等,可引起酸雨、化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)和臭氧層破壞等重大環(huán)境問(wèn)題[1]。其中,SO2是主要的一次污染物,在大氣中分布很廣,影響極大。SO2可直接危害生物健康[2],在2017年被世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為三類(lèi)致癌物[3]。除對(duì)生物健康有嚴(yán)重影響外,SO2還可溶于雨中形成酸雨,對(duì)植被、土壤、水體和建筑物等都有危害作用[4]。植物可通過(guò)氣孔將水分?jǐn)U散到空氣中,氣體也可由此進(jìn)入植物體內(nèi),利用植物這一特性可以吸收甚至去除空氣中的污染物[5]。目前,對(duì)于南方森林樹(shù)種去除SO2能力的研究,主要集中于城市園林樹(shù)種。研究結(jié)果表明多種園林植物均對(duì)SO2具有較強(qiáng)的抗性和較高的吸收凈化能力,且吸收量與大氣中SO2濃度呈正比[6]。就研究尺度來(lái)說(shuō),大多數(shù)研究集中于葉片尺度[7]。研究發(fā)現(xiàn)SO2對(duì)植物體的傷害主要是通過(guò)影響細(xì)胞生理生化過(guò)程的動(dòng)態(tài)平衡,如過(guò)量的SO2進(jìn)入植物細(xì)胞后溶解生成亞硫酸,產(chǎn)生大量H+降低細(xì)胞pH值,導(dǎo)致葉綠素分解等有害過(guò)程[8]。而以森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,針對(duì)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種群體水平SO2吸收的研究難度較大。
樹(shù)干液流技術(shù)在近20年來(lái)得到了成熟發(fā)展,可通過(guò)對(duì)木質(zhì)部液流的準(zhǔn)確測(cè)定獲得單株整樹(shù)蒸騰[9],再利用測(cè)樹(shù)學(xué)指標(biāo)將其進(jìn)行尺度轉(zhuǎn)換可得到冠層總蒸騰,進(jìn)而推算出林分冠層的平均氣孔導(dǎo)度[10]。在植物氣孔對(duì)SO2的吸收過(guò)程中,基于SO2水溶性高的特點(diǎn),胞間SO2濃度接近于零,因此,葉片內(nèi)外SO2濃度梯度等同于所測(cè)得的冠層SO2濃度[11]。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)水汽與大氣痕量氣體通過(guò)氣孔雙向交換的耦聯(lián)關(guān)系,結(jié)合大氣物理學(xué)分子擴(kuò)散的相關(guān)理論,即能準(zhǔn)確計(jì)算SO2吸收通量[12]。
由珠三角9市和香港、澳門(mén)2個(gè)特別行政區(qū)形成的城市群所構(gòu)成的粵港澳大灣區(qū),總面積為5.6萬(wàn)km2[13],大灣區(qū)已進(jìn)入經(jīng)濟(jì)共建時(shí)代。大灣區(qū)SO2年均濃度在空間分布上呈現(xiàn)西高東低的格局,尤其是珠三角工業(yè)集中區(qū)域,SO2濃度更高[14]。2018年10月,珠三角9市全部建成國(guó)家森林城市,“珠三角國(guó)家森林城市群”雛形已現(xiàn)[15]。從“十年綠化廣東”到“新一輪綠化廣東大行動(dòng)”[16],廣東森林結(jié)構(gòu)和類(lèi)型也發(fā)生了相應(yīng)變化,其中,20世紀(jì)80年代營(yíng)造的馬尾松林經(jīng)自然演替已逐步為針闊葉林所替代。該文以位于大灣區(qū)西部的肇慶市鼎湖山針闊葉混交林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種為研究對(duì)象,利用樹(shù)干液流技術(shù)計(jì)算冠層氣孔導(dǎo)度;測(cè)定SO2濃度,定量計(jì)算針闊葉混交林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種SO2吸收通量,分析其特征;并結(jié)合氣象數(shù)據(jù),探討樹(shù)木吸收SO2的影響因素。該研究可為評(píng)估珠三角地區(qū)乃至粵港澳大灣區(qū)森林SO2吸收通量提供參考。
研究地點(diǎn)設(shè)在鼎湖山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)(Dinghushan Biosphere Reserve),位于廣東省肇慶市,地理坐標(biāo)為23°09′21″~23°11′30″ N,112°30′39″~112°33′41″ E。研究區(qū)屬于低山丘陵地貌,總面積為1 155 hm2,山峰海拔一般為450~600 m,最高峰雞籠山海拔為1 000.3 m。鼎湖山屬于典型南亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),年均溫為20.9 ℃,最熱月(7月)與最冷月(12月)均溫為28和12 ℃。干濕季分明,4—9月為濕季,10—翌年3月為干季。年均降水量為1 956 mm,80%集中在濕季[17]。針闊葉混交林是鼎湖山主要森林類(lèi)型之一,林分樹(shù)齡約為80 a,其群落垂直結(jié)構(gòu)分明,有明顯的喬灌草層,喬木樹(shù)種優(yōu)勢(shì)種包括針葉樹(shù)種馬尾松(Pinusmassoniana,Pm)及闊葉樹(shù)種錐栗(Castanopsischinensis,Cc)、木荷(Schimasuperba,Ss)、華潤(rùn)楠(Machiluschinensis,Mc)。這4種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種生物量占針闊葉混交林群落生物量的85%以上[18],對(duì)于評(píng)估該森林類(lèi)型SO2吸收能力具有代表性。在針闊葉混交林內(nèi)設(shè)置20 m×30 m樣地,從樣地中選取主要優(yōu)勢(shì)樹(shù)種每種各3株作為樹(shù)干液流測(cè)定樣樹(shù),要求樹(shù)干圓滿通直、生長(zhǎng)狀況良好且無(wú)病蟲(chóng)害。樣樹(shù)基本特征見(jiàn)表1[19]。
表1 樹(shù)干液流測(cè)定樣樹(shù)的基本特征
Table 1 Characteristics of the trees selected for sap flow measurements
樹(shù)種編號(hào)胸徑/cm樹(shù)高/m邊材厚度/cm邊材面積/cm2冠層投影面積/m2馬尾松117.311.00.7073.512.56227.517.02.90167.723.56321.514.02.20106.87.07錐栗114.67.01.3061.523.56221.710.01.90101.78.25326.713.02.10147.631.42木荷118.29.02.2277.219.63220.316.03.1098.037.70319.013.02.1593.021.20華潤(rùn)楠135.017.01.53205.432.9929.87.50.9141.419.63320.013.01.20125.623.56
1.2.1樹(shù)干液流測(cè)定及相關(guān)計(jì)算
采用Granier熱擴(kuò)散探針?lè)ㄟB續(xù)測(cè)定12株樣樹(shù)的液流密度,測(cè)定時(shí)間為2010年7月至2011年6月,共12個(gè)月。溫差電勢(shì)數(shù)據(jù)每10 s測(cè)讀1次,每60 min的平均值自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)采集器DL2e(Delta-T Devices, UK)中。根據(jù)Granier經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算液流密度[20]:
(1)
式(1)中,Js為瞬時(shí)液流密度,即單位時(shí)間通過(guò)單位邊材面積的液流量,g·m-2·s-1;ΔTm為上探針與下探針間的最大晝夜溫差,即液流為0時(shí)的溫差,℃;ΔT為瞬時(shí)溫差,℃。
植物冠層蒸騰速率計(jì)算公式[20]為
Ec=As×(Js/Ac)。
(2)
式(2)中,Ec為冠層蒸騰速率,g·m-2·s-1;As為邊材面積,m2;Ac為冠層投影面積,m2。
樹(shù)干液流測(cè)定需考慮液流密度的徑向變化。馬尾松、錐栗和華潤(rùn)楠邊材厚度(< 3.5 cm)較小,采用0~20 mm深度探針測(cè)量的液流能較準(zhǔn)確地反映液流平均水平。木荷大于4 cm內(nèi)部邊材的液流密度約為外部邊材(0~4 cm)的45%[19],其冠層蒸騰速率計(jì)算與前述樹(shù)種不同[21]:
Ec=Js×A4cm+(As-A4cm)×45%。
(3)
式(3)中,A4cm為外部邊材(0~4 cm)面積,m2。
冠層平均氣孔導(dǎo)度是植物冠層與大氣之間二氧化碳、水蒸氣和其他氣體的傳導(dǎo)度,計(jì)算公式[22]為
Gs=Ec×ρ×Gv×(Ta/D)。
(4)
式(4)中,Gs為冠層平均氣孔導(dǎo)度,g·m-2·s-1;ρ為水密度,取值998 kg·m-3;Gv為水蒸氣通用氣體常數(shù),取值0.462 m3·kPa·K-1·kg-1;Ta為大氣溫度,K;D為水汽壓虧缺,kPa。
1.2.2邊材面積測(cè)定
為避免對(duì)樹(shù)干液流樣樹(shù)造成傷害,選擇除樣樹(shù)以外樹(shù)木用于建立邊材面積與胸徑之間關(guān)系式。每種樣樹(shù)選取8~10棵,使用皮尺量取胸徑,同時(shí)使用直徑5 mm生長(zhǎng)錐鉆取相應(yīng)位置的木芯,測(cè)量邊材厚度,計(jì)算邊材面積,建立如下關(guān)系式:
As=m×HDBn。
(5)
式(5)中,HDB為胸徑,cm;m、n為參數(shù)。
所測(cè)得4個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的邊材面積與胸徑關(guān)系見(jiàn)表2[19]。
表2 4個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種邊材面積與胸徑關(guān)系式
Table 2 Relationship between sapwood area and diameter at breast height of four dominant tree species
樹(shù)種回歸方程決定系數(shù)R2馬尾松y=0.84 x2.290.99錐栗y=1.4 x2.550.93木荷y=0.82 x2.160.96華潤(rùn)楠y=0.49 x2.080.81
x為胸徑,y為邊材面積。
1.2.3環(huán)境因子測(cè)定
在樣地內(nèi)空曠地高約10 m的鐵架上安裝微型氣象觀測(cè)儀,以避免樹(shù)木等障礙物影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。其中,氣溫(T)和空氣相對(duì)濕度(HR)使用無(wú)線電子測(cè)量記錄器(Der elektronische Funk-Messlogger Funky_Clima,德國(guó)),光合有效輻射(photosynthetically active radiation,PAR)使用Li-cor光合有效輻射傳感器(LI-COR Environmental,美國(guó))進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
水汽壓虧缺(vapor pressure deficiency,VPD)這一指標(biāo)可綜合表示溫度和空氣相對(duì)濕度的協(xié)同效應(yīng),計(jì)算公式[23]為
es,T=a×eb×T×(T+c),
(6)
D=es,T-ea=es,T×(1-HR)。
(7)
式(6)~(7)中,es,T為T(mén)溫度條件下飽和水汽壓,kPa;a、b、c為參數(shù),取值分別為0.611 kPa,17.502和240.97 ℃;T為實(shí)際溫度,℃;D為葉片和空氣之間的水汽壓虧缺,kPa;ea為實(shí)際水汽壓,kPa;HR為相對(duì)濕度,%。
1.2.4SO2濃度測(cè)定及通量計(jì)算
采用TEI Model 49i氣體分析儀(Thermo Environmental Instruments Inc. Franklin, MA, USA)進(jìn)行大氣SO2濃度監(jiān)測(cè),安裝于高度與林分冠層相同、距離樹(shù)干液流監(jiān)測(cè)樣地約30 m的鐵架上。采集數(shù)據(jù)頻率為10 Hz,每小時(shí)記錄均值。
根據(jù)水汽耦合原理,冠層氣孔對(duì)SO2的導(dǎo)度(GSO2,mmol·m-2·s-1)、冠層氣孔對(duì)SO2的吸收通量(FSO2,nmol·m-2·s-1)和SO2累積吸收量(FSO2,st,mmol·m-2)計(jì)算公式為
GSO2=0.503×Gs,
(8)
FSO2=GSO2×φSO2,
(9)
FSO2,st=∑(FSO2×t)。
(10)
式(8)~(10)中,Gs為冠層導(dǎo)度,g·m-2·s-1;φSO2為大氣SO2體積分?jǐn)?shù),nL·L-1;0.503為轉(zhuǎn)換系數(shù),表示大氣中SO2和水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)比[24];t為時(shí)間,1 h=3 600 s。
在獲取原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,由于總輻射、水汽壓虧缺或林段蒸騰非常低時(shí)計(jì)算冠層導(dǎo)度的不確定性較大,將小于最大值5%的數(shù)據(jù)剔除[25]。根據(jù)黃德衛(wèi)等[26]的研究,該研究區(qū)域樹(shù)木雖然在夜間也存在液流,但氣孔開(kāi)放程度很低,所以計(jì)算氣孔吸收時(shí)也去除夜間數(shù)據(jù),只分析日間8:00—18:00 的SO2吸收。
在Rstudio(v 1.1.383)集成環(huán)境中使用R 3.5.1軟件[27],調(diào)用基礎(chǔ)包和dplyr包進(jìn)行數(shù)據(jù)整理[28]。采用基礎(chǔ)包中aov函數(shù)進(jìn)行雙因素和多因素方差分析,采用agricolae包中duncan.test函數(shù)進(jìn)行多重比較[29]。方差分析時(shí)為使數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布,將原本呈對(duì)數(shù)分布的日間SO2濃度及GSO2、FSO2進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行分析。用邊界線分析方法評(píng)價(jià)GSO2對(duì)VPD和PAR的響應(yīng)規(guī)律:選取不同VPD(步長(zhǎng)為0.2 kPa)或PAR(步長(zhǎng)為50 W·m-2)等級(jí)下4個(gè)樹(shù)種的最大冠層導(dǎo)度,用冪函數(shù)或指數(shù)方程擬合GSO2對(duì)VPD的響應(yīng)曲線。采用SigmaPlot 13軟件作圖。
2.1.1日變化特征
2010年7月至2011年6月,鼎湖山12個(gè)月的SO2日平均體積分?jǐn)?shù)為5.41 nL·L-1。日間SO2濃度變化呈單峰曲線,干濕季峰值均出現(xiàn)在10:00—11:00(圖1)。日間冠層對(duì)SO2導(dǎo)度GSO2均呈單峰曲線,濕季錐栗的GSO2在10:00最大,華潤(rùn)楠、馬尾松、木荷均在11:00最大;干季錐栗、華潤(rùn)楠、木荷GSO2均在12:00—13:00達(dá)到峰值,馬尾松在14:00—15:00 達(dá)到峰值(圖2)。各樹(shù)種對(duì)SO2吸收通量曲線和SO2體積分?jǐn)?shù)、GSO2相似,呈單峰曲線。濕季各樹(shù)種峰值時(shí)間和GSO2相同;干季錐栗和華潤(rùn)楠FSO2均在11:00最高,馬尾松在13:00—14:00達(dá)到峰值,木荷最高峰則出現(xiàn)在12:00—13:00(圖2)。
圖1 干濕季SO2日間小時(shí)濃度
2.1.2季節(jié)特征
將對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的日間(8:00—18:00)小時(shí)SO2體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行雙因素方差分析(干濕季、小時(shí)),結(jié)果表明干季φ(SO2)為10.11 nL·L-1,顯著高于濕季的5.45 nL·L-1(圖1,P<0.001)。
多因素方差分析(干濕季、樹(shù)種、小時(shí))表明,濕季各樹(shù)種冠層對(duì)SO2導(dǎo)度GSO2明顯高于干季(P<0.001),其趨勢(shì)和SO2體積分?jǐn)?shù)相反(圖3)。Duncan多重比較(α=0.05)結(jié)果(表3)顯示,在濕季,GSO2大小順序?yàn)殄F栗>華潤(rùn)楠>馬尾松>木荷,干季GSO2大小順序?yàn)槿A潤(rùn)楠、錐栗>馬尾松、木荷。
多因素方差分析(干濕季、樹(shù)種、小時(shí))結(jié)果(表3)顯示,干季SO2吸收通量FSO2高于濕季(P<0.001),不同樹(shù)種間也有差異(P<0.001)且樹(shù)種和干濕季有交互作用。對(duì)方差分析結(jié)果的干濕季和樹(shù)種2個(gè)因素進(jìn)行Duncan多重比較(α= 0.05)結(jié)果顯示,在干季,華潤(rùn)楠>錐栗>馬尾松、木荷;在濕季,華潤(rùn)楠>錐栗>馬尾松>木荷。
錐栗、華潤(rùn)楠、馬尾松和木荷SO2累積吸收量FSO2,st分別為2.16、2.50、1.70和1.91 mmol·m-2。
圖2 4個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種干濕季對(duì)SO2導(dǎo)度(GSO2)和吸收通量(FSO2)的日變化
Cc—錐栗;Mc—華潤(rùn)楠;Pm—馬尾松;Ss—木荷。4—9月為濕季,10—翌年3月為干季。
表3 4個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種干濕季冠層氣孔對(duì)SO2的導(dǎo)度、吸收通量及SO2累積吸收量
Table 3 Average canopy stomatal conductance for SO2(GSO2), canopy SO2uptake flux (FSO2), and accumulated stomatal SO2flux (FSO2,st) of the 4 dominant tree species during the wet and dry season
樹(shù)種季節(jié)GSO21)/(mmol·m-2·s-1)FSO21)/(nmol·m-2·s-1)FSO2,st/(mmol·m-2)馬尾松干季13.03±0.20e1.36±0.03f0.82濕季26.57±0.38c1.50±0.03e0.88全年19.80±0.221.43±0.021.70錐栗干季19.23±0.25d2.08±0.04b1.22濕季32.57±0.55a1.72±0.04d0.94全年25.90±0.311.90±0.032.16木荷干季12.82±0.12e1.42±0.02fg1.01濕季21.63±0.16d1.27±0.01g0.89全年17.22±0.101.34±0.011.91華潤(rùn)楠干季21.60±0.22d2.44±0.04a1.45濕季32.01±0.36b1.83±0.03c1.05全年26.80±0.222.14±0.032.50
1)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤形式表示;同一列數(shù)據(jù)后英文小寫(xiě)字母不同表示各樹(shù)種干濕季間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。
邊界線分析結(jié)果表明,隨著VPD升高,SO2體積分?jǐn)?shù)先增后減,VPD約為1 kPa時(shí),SO2體積分?jǐn)?shù)最高;VPD在0~4 kPa范圍內(nèi)冠層氣孔對(duì)SO2的導(dǎo)度GSO2下降趨勢(shì)明顯,之后趨于平緩;馬尾松和木荷吸收通量FSO2先增后減,錐栗和華潤(rùn)楠逐步降低(圖4)。GSO2受VPD的影響,馬尾松GSO2與VPD呈指數(shù)關(guān)系,錐栗、華潤(rùn)楠、木荷GSO2分別與VPD呈冪函數(shù)關(guān)系,回歸方程見(jiàn)表4。隨PAR增加,SO2體積分?jǐn)?shù)先略增后減少;當(dāng)PAR高于1 000 W·m-2時(shí),4個(gè)樹(shù)種GSO2呈不規(guī)則波動(dòng)下降趨勢(shì);馬尾松、華潤(rùn)楠和木荷FSO2先增加后降低,錐栗FSO2逐漸降低,PAR約為1 000 W·m-2時(shí)FSO2出現(xiàn)最大值(圖4)。
Cc—錐栗;Mc—華潤(rùn)楠;Pm—馬尾松;Ss—木荷。
表4 冠層氣孔對(duì)SO2導(dǎo)度與水汽壓虧缺的回歸方程(邊界線分析)
Table 4 Regression models of canopy stomatal conductance to SO2(GSO2) and vapor pressure deficit (VPD) in boundary line approach
樹(shù)種回歸方程決定系數(shù)R2馬尾松y=436.18 e-0.551x0.92錐栗y=207.85 x-1.3540.91華潤(rùn)楠y=137.51 x-1.1510.96木荷y=98.292 x-0.970.97
x為水汽壓虧缺(VPD),y為冠層氣孔對(duì)SO2的導(dǎo)度(GSO2)。
研究時(shí)段內(nèi),鼎湖山地區(qū)大氣φ(SO2)年平均值為5.41 nL·L-1,低于GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的7 nL·L-1[30];小時(shí)體積分?jǐn)?shù)最高為97.15 nL·L-1,高于GB 3095—2012二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的52.5 nL·L-1。在日尺度上,SO2體積分?jǐn)?shù)、GSO2和FSO2均呈單峰曲線,峰值出現(xiàn)在正午前后,略有差別。日間SO2體積分?jǐn)?shù)和GSO2高峰有重疊,森林冠層在正午前后FSO2較高,能吸收較多SO2。這與同一地點(diǎn)王立景等[31]對(duì)O3吸收的研究結(jié)果相似。在季節(jié)尺度上,干季SO2體積分?jǐn)?shù)高于濕季,濕季GSO2高于干季。這是由于干、濕季水熱條件存在差異,濕季GSO2高于干季[26];同時(shí),由于濕季的多雨和更高的空氣濕度,SO2溶解于雨水中或轉(zhuǎn)化為氣溶膠,體積分?jǐn)?shù)低于干季[32]。FSO2更多受SO2體積分?jǐn)?shù)影響,表現(xiàn)為干季略高于濕季。HU等[33]對(duì)廣州木荷、大葉相思和檸檬桉SO2吸收的研究結(jié)果表明,3個(gè)樹(shù)種平均吸收通量為151.98 mg·m-2(相當(dāng)于2.37 mmol·m-2)。2個(gè)研究地水熱條件相似,筆者研究地區(qū)SO2體積分?jǐn)?shù)高于廣州市區(qū),4種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種平均SO2吸收通量為2.07 mmol·m-2,低于廣州市區(qū)。一方面可能是因?yàn)榇笕~相思為雙面葉,氣孔導(dǎo)度較高;另一方面,空氣中SO2主要來(lái)自于發(fā)電、工業(yè)、交通、住宅,由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同,珠三角各地在SO2日變化規(guī)律和季節(jié)特征方面都存在較大差異[25]。邊界線分析結(jié)果表明,各樹(shù)種GSO2與VPD呈負(fù)相關(guān);當(dāng)PAR高于1 000 W·m-2時(shí),GSO2隨PAR降低;樹(shù)木對(duì)SO2吸收通量FSO2依賴于氣孔導(dǎo)度GSO2和SO2體積分?jǐn)?shù),受VPD和PAR的影響。這與王華等[25]、王立景等[31]、HU等[33]的結(jié)論類(lèi)似。各樹(shù)種在干濕季的表現(xiàn)有所差異:濕季馬尾松GSO2高于木荷,干季無(wú)顯著差異;濕季錐栗GSO2高于華潤(rùn)楠,干季無(wú)顯著差異;濕季馬尾松和木荷FSO2無(wú)顯著差異,干季馬尾松高于木荷。這說(shuō)明不同樹(shù)種在不同水分供應(yīng)條件下水分利用策略不同。如馬尾松GSO2低于錐栗和華潤(rùn)楠,但在對(duì)VPD和PAR的邊界分析中有較高值,且與其他3個(gè)樹(shù)種擬合方程類(lèi)型不同,說(shuō)明馬尾松GSO2對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)較直接。根據(jù)周小勇等[34]的研究,鼎湖山針闊葉混交林正逐步向常綠闊葉林演變,馬尾松優(yōu)勢(shì)地位逐漸喪失,木荷和錐栗等優(yōu)勢(shì)地位日漸鞏固。林分結(jié)構(gòu)向闊葉林轉(zhuǎn)化將會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木水分利用增加[14],冠層平均氣孔導(dǎo)度也會(huì)相應(yīng)增加,常綠闊葉樹(shù)種成分更高的針闊葉混交林會(huì)有更高的SO2吸收。
筆者研究為合理估算大灣區(qū)針闊葉林SO2吸收通量提供了科學(xué)方法,奠定了環(huán)境參數(shù)量化的科學(xué)理論基礎(chǔ)。區(qū)域自然生態(tài)空間隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展發(fā)生著劇烈變化,大灣區(qū)內(nèi)珠三角9市針闊葉林面積約為1 160 km2[35],如何合理評(píng)估整個(gè)大灣區(qū)針闊葉林SO2吸收產(chǎn)生的生態(tài)效益,需要更詳細(xì)的土地利用變化數(shù)據(jù)及森林資源清查數(shù)據(jù)?;谶@些相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取,可全面科學(xué)評(píng)估針闊葉混交林或其他林型的吸收通量,這是今后相關(guān)研究努力的方向。
生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)2020年3期