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本文依托于IMPACTS(Integrated Monitoring Program on Acidification of Chinese Terrestrial Systems)项目的常规观测,结合必要的模拟试验,分析了西南和华南典型森林小流域的大气沉降特征、土壤化学特征;研究了土壤中铝的形态分布和活化机制、土壤中硫(S)和氮(N)的循环、土壤盐基离子的淋溶等地球化学过程;并在土壤水和地表水中溶解有机碳(DOC)的分布规律、盐基离子事件性沉降对地表水的影响等方面进行了初步的探讨.通过深入的分析和研究,取得了一系列的成果.各小流域大气沉降观测结果的分析表明:SO<,4><2->依然是降水中的主导阴离子,NO<,3><->浓度相对较低;Ca<2+>和/或NH<,4><+>是降水中的主要阳离子.由于干沉降、植被叶面的蒸发浓缩和降水对植被叶片淋洗,降水通过森林冠层和地表植被时离子强度有明显的增加;相对于降水,穿透水中K<+>、Mg<2+>、Ca<2+>、有机酸比例的增加和NH<,4><+>、NO<,3><->、H<+>比例的减小.研究发现各小流域土壤水中Al<3+>相对于不定型三水铝石都是不饱和的,并且饱和度指数随土壤水和土壤pH的增加而增加.本文首次报道了硫沉降高的地区(铁山坪流域)斜矾石土壤铝活化模式的适用性,并用土壤中硫酸根和可交换铝的共同吸附过程附予以解释.论文还提出可交换铝(Alex)代替原有土壤有机配合物铝(SOM-Al)模式中的Alp或Alcu,以反映土壤酸度对铝活化的影响,并且得到了现场观测和实验室试验的验证,这在国内外还未见报道.调查和研究发现:小流域土壤水和地表汇集水中主要阳离子都是盐基离子.除铁山坪流域部分底层土壤水外,绝大多数土壤水中Ali/(Ca+Mg)摩尔小于1.0.5个流域中Ali/(Ca+Mg)摩尔比值的大小顺序依次为:TSP>LXH>LCG>CJT>LGS.论文首次提出运用土壤盐基饱和度(BS)解释土壤水中Ali/(Ca+Mg)摩尔比值的变化.论文首次在国内通过实验证明了降水中盐基离子的事件性增加对土壤水和地表水造成事件性影响.实验结果表明降水中盐基离子的事件性增加能够加速酸性土壤中酸性离子的释放.尽管它能在短期内提高土壤的盐基饱和度,但可能对水生生物造成致命的影响.