[发明专利]基于分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能评估方法

说明书

本发明提供了一种基于分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能评估方法，其包括以下步骤：步骤1，选取林木样地，测定雨水特征参数；步骤2、构建林木各层次酸雨缓冲能力评价基础模型；步骤3‑5、分别构建树冠层酸雨缓冲能力评估模型、凋落物层酸雨缓冲能力评估模型、土壤层酸雨缓冲能力评估模型、步骤6、构建林木整体酸雨缓冲能力评估模型。本发明建立的树冠层酸雨缓冲能力评估模型、凋落物层酸雨缓冲能力评估模型、土壤层酸雨缓冲能力评估模型以及林木整体酸雨评估模型，通过测定各林木的叶面积指数、凋落物量、凋落物分解速率以及土壤孔隙率便可对各林木的各层次以及整体的酸雨缓冲能力进行评估，免去了等待雨天收集实际降雨进行测定的繁琐。

技术领域

本发明专利属于一种基于分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能评估方法，涉及以PH值和雨量为表征参数的林木各层次酸雨缓冲能力评价基础模型、以叶面积指数为表征参数的树冠层酸雨缓冲能力评估模型、以凋落物量以及凋落物分解速率为表征参数的凋落物层酸雨缓冲能力评估模型、以土壤孔隙率为表征参数的土壤层酸雨缓冲能力评估模型以及林木酸雨缓解能力综合评价模型。

背景技术

氮、硫元素是生命体生长所必需的基本元素，也是生态系统必不可少的物质。然而随着人口的急剧增长、经济的迅猛发展和资源的大量消耗，排入大气中的硫氧化物、氮氧化物及其二次污染物日渐增多，大气中的氮、硫平衡被打破，在雨水的淋溶下，形成酸雨，对生态环境、人类健康等带来一系列严重危害。酸雨已经成为目前和将来影响人类福祉的重要环境问题之一，引起了国际社会的强烈关注。

森林生态系统是陆地生态系统中酸沉降的最大接受者及相对稳定的一个组成部分，能够通过林冠层的吸附、淋溶，枯枝落叶层的过滤和土壤层的净化，对降雨的化学成分及浓度进行了再次分配，使得大气降水中的有害成分大量减少，是有效缓冲湿沉降的重要途径之一。

世界上最早提出酸雨问题是在1872年，随后英国、瑞典和挪威等走在工业化早期的西方国家学者开展了有关酸雨和森林生态系统的大量研究，内容主要集中两个方面：1)酸沉降对土壤化学状况的影响，如土壤酸化与土壤化学状态、土壤缓冲性及缓冲速率的关系。目前世界上一些国家对酸沉降采取的最新研究方法是计算机模拟技术，如美国已成功模拟了南部氮、硫化物的沉降对当地森林土壤的影响。2)从酸雨与森林生态系统物质循环、酸性沉降对林木生长的影响、酸性沉降与土壤酸化等方面就有关酸性沉降与森林衰退关系的问题开展了大量研究。国内的研究起步相对较晚，研究内容主要集中在对比不同区域降水经过不同林木树冠层、树干、凋落物、土壤后PH值的变化，同时分析各层次雨 水中阳离子和阴离子的变化程度，从而揭示森林生态系统对酸雨缓冲能力的机理。

纵观目前相关的研究，主要呈现出个别层次分析多，总体评估模型少，化学机理分析多，物理机理探讨不够深入，定性分析多，定量方法少等特点。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种基于分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能评估方法，其通过结合林木不同层次物理化学参数，分析林木不同层次酸雨缓解能力的机理，建立不同层次酸雨缓解定量评估模型，最终构建一套基于林木分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能定量评估方法，对森林生态系统的整体酸雨缓解能力进行评估。

为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现：

一种基于分层次理论的森林生态系统酸雨缓解功能评估方法，其包括以下步骤：

步骤1、在森林生态系统多个林分内均选取若干个不同树种的林木，每个树种林木均构成一个林木样地，分别采集自然降雨依次经过各林木样地树冠层、凋落物层和土壤层的雨水样品，进行雨水PH值和雨量的测定；同时开展对各林木样地特征参数的测定，所述特征参数包括各林木的叶面积指数、凋落物量、凋落物分解速率、土壤容重以及土壤孔隙率；

步骤2、综合各林木的PH中和能力和雨水截留能力，构建了以PH值和雨量为表征参数的林木各层次酸雨缓冲能力评价基础模型：