生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)收支
生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可通過(guò)自然或人為的過(guò)程不斷地輸出和輸入,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷從葉子、枝條、根系、動(dòng)物尸體和排泄物返回到土壤。經(jīng)過(guò)分解作用,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又以元素的形式重新被吸收。
一、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入
生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入主要包括三個(gè)方面:
(1)降水過(guò)程。塵埃、氣霧、雨和雪等降水過(guò)程可帶來(lái)多種元素。Ovington等(1968)報(bào)道,在溫帶地區(qū)每年由于降雨而使各種元素的增長(zhǎng)的量為:K:1~10kg/hm2;Ca:3~19kg/hm2;mg:4~11kg/hm2;N:0.8~4.9kg/hm2;P:0.2~0.6kg/hm2。
(2)生物固氮的作用。通過(guò)固氮菌可把大氣中的氮直接加以固定。豆科植物和根瘤菌形成根瘤,根瘤菌的固氮的能力很強(qiáng)。Tisdale等(1984)報(bào)道,豆科農(nóng)作物的固氮量可達(dá)100kg/hm2。使生態(tài)系統(tǒng)的生物量有明顯增加。據(jù)估算,每年以生物固氮輸入到生物圈中的氮素可達(dá)約3億t(Bolin et al. 1983)。
(3)植物的直接吸收。由于母巖的分解,多種化學(xué)元素得到釋放。植物樹(shù)根能扎入土壤而直達(dá)母巖處,吸取所需的多種元素,并將這些元素送至地上部分的各器官;經(jīng)過(guò)植物利用后,這些元素中的一部分又被枯枝落葉重新帶回地面。
二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸出
生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸出主要有:排水和人為活動(dòng)兩個(gè)途徑。
Viro等(1953)提供了排水中營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失的數(shù)據(jù),在美國(guó)一個(gè)黃杉林中,每年每公頃林地輸出的元素量為:N:0.6kg;P:0.02kg;K:1kg;Ca:4.5kg。
Likens等(1971)對(duì)建有6個(gè)小水池的落葉混交林進(jìn)行分析,結(jié)果表明,除了Ca和SiO2以外,其他礦質(zhì)元素的損失并不大。
人為活動(dòng)導(dǎo)致元素的損失是常常發(fā)生的。在收割中等收成的小麥時(shí),每年從土壤帶走營(yíng)養(yǎng)元素的數(shù)量(kg/hm2)分別是:N:70;P:30;K:50;Ca:約30。這足以使土壤肥力下降。
三、134Cs在白櫟樹(shù)中的循環(huán)
Witherspoon等(1962)用放射性示蹤元素追蹤法研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)。他們把7.4*105Bq的134Cs注入白櫟樹(shù)中,進(jìn)行追蹤觀測(cè)。4月注入樹(shù)中。6月初約有40%已轉(zhuǎn)移到葉子。注入后第一次降雨時(shí),放射性物質(zhì)開(kāi)始從葉子上淋溶下來(lái)。到9月耗損量達(dá)葉內(nèi)最大濃度的15%。雨淋下的134Cs有70%進(jìn)入了礦質(zhì)土壤,剩下的30%分別進(jìn)入枯枝落葉和下層林木。一到秋季落葉時(shí),落葉中含有的銫相當(dāng)于雨水從樹(shù)冠淋溶下來(lái)的兩倍。越冬期間,它們的一半又被淋溶到土壤中。土壤中的銫在兩年內(nèi)有92%仍保留在表層土里;其中80%集中在樹(shù)冠范圍之內(nèi),而樹(shù)干周圍就占了19%。這表明土壤中Cs的分布是在一定程度上受雨淋和徑流的影響。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第二篇 生態(tài)系統(tǒng)功能·第九章 第七節(jié)