合肥董铺水库科学岛典型乔木冠层调控大气氮磷沉降研究OA

为探究亚热带城市饮用水库周边绿地乔木冠层对大气沉降的调控机制,以合肥董铺水库科学岛上香樟、木犀和石楠为对象,于2023年3—8月通过23场全时段与3场分时段降水采样和分析,结合叶片滞尘和分泌物刷洗、溶出实验,量化冠层对沉降氮磷的再分配、形态转化及来源贡献。结果表明:冠层降雨再分配呈现显著树种差异,木犀和石楠穿透雨率(52.3%,50.6%)低于香樟(76.7%),但树干茎流率(26.9%—29.4%)是香樟(1.3%)的20倍以上,冠层形态与树皮特性是主要调控因素。树下雨水总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)及总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)浓度分别为大气降雨的2.1—2.9倍和11.6—46.1倍。叶片分泌物对TN、TP贡献分别约56.1%—78.0%、41.0%—66.1%。降雨强度驱动氮磷非线性迁移,分时段监测揭示降雨初期存在明显的氮磷浓度脉冲现象,特别是磷素在初始10 min呈现异常高值,23场降雨的小雨和中雨合计贡献47.2%—69.3%的氮磷通量,暴雨因稀释效应通量占比仅5.1%—17.0%,远低于其雨量占比(>40.0%)。氮形态构成发生改变,穿透雨中的氨氮/TN比值(0.302—0.332)显著低于大气降雨(0.539),而硝氮/TN比值(0.267—0.407)比大气降雨(0.256)则有所增加,这可能与冠层附生微生物的硝化作用有关,也可能来自植物分泌物与淋溶释放硝氮。建议开展亚热带城市乔木水文化学的系统观测,构建本地树种沉降调控数据库,研发基于冠层冲刷规律的雨水和养分截留技术,以提升饮用水库等重要水体大气沉降污染防控精度。