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冠层降水再分配驱动生态系统养分富集:机制、数量与模式

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降水经冠层拦截后被再分配为穿透雨、树干茎流和截留损失,大量元素随之汇入土壤,影响土壤微生物群落结构、植株个体生存,乃至植物群落演替,构成了连接大气、叶际和根际的关键生态过程.然而,较之降水再分配水文过程,缺乏对其养分富集效应的充分认识.本文以冠层降水再分配驱动养分富集为主题,整理2000～2022年Web of Science和中国知网数据库1020篇论文中关键离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Cl-、NO3-、SO4-的浓度和淋溶系数,总结养分富集机理,对比了全球不同干湿区、温度带、植被和生态系统类型的养分富集特征.结果显示,树干茎流平均离子浓度(6.13mgL-l)约2.1倍于穿透雨,二者SO2-(12.45和6.32mgL-l)和Cl-(9.21和4.81mg L-1)浓度最高,K+(13.7和5.8)和Mg2+(5.6和2.8)淋溶系数普遍最大.极湿润区穿透雨和树干茎流离子浓度最低,但淋溶系数最高;冷温带离子浓度最高,淋溶系数随温度增长无明显规律.灌木、针叶植物、混交林、人工生态系统离子淋溶系数1.1至3.0倍于乔木、阔叶植物、纯林、自然生态系统.当前研究多关注自然生态系统中阔叶乔木的冠层截留,建议未来研究重视养分富集能力更强的灌木、针叶植物和人工生态系统,结合土壤水分动态分析,综合评估降水再分配对养分过程、格局乃至全球陆地植被系统养分收支的影响.
Nutrient enrichment driven by canopy rainfall redistribution:Mechanism,quantification,and pattern

袁川、岳晓萍、张亚峰、张瑜、胡彦婷、唐强、郭立、王帅、段兴武、项文化、魏晓华、李小雁

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浙江农林大学林业与生物技术学院,杭州 311300

西南大学地理科学学院,重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,重庆 400715

中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站,兰州 730000

河北师范大学地理科学学院,石家庄 050024

中南林业科技大学生命科学与技术学院,长沙 410004

四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,成都 610065

北京师范大学地理科学学部,地表过程与资源生态国家重点实验室,北京 100875

云南大学国际河流与生态安全研究院云南省水土流失防治与绿色发展重点实验室,昆明 650500

Department of Earth,Environmental and Geographic Sciences,University of British Columbia(Okanagan),Kelowna,British Columbia V1V 1V7,Canada

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生态水文 降水再分配 养分运移 富集特征 生物气候带

国家自然科学基金项目西南大学科研启动项目城市与区域生态国家重点实验室开放基金项目重庆市杰出青年科学基金项目西南大学青年团队专项资金项目

41901038SWU-KR24003SKLURE2022-2-4cstc202ljcyjjqX0026SWU-XDJH202306

2024

10.1360/SSTe-2023-0179

中国科学(地球科学)
中国科学院

中国科学(地球科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：1.828
ISSN：1674-7240
年,卷(期)：2024.54(5)