武夷山常绿阔叶林生态系统降水分配与离子输入特征

葛晓敏，卢晓强，陈水飞，周旭，徐辉，胡亚萍，丁晖*

1. 生态环境部南京环境科学研究所自然保护与生物多样性研究中心/国家环境保护武夷山生态环境科学观测研究站/武夷山生物多样性综合观测站/国家环境保护生物安全重点实验室，江苏 南京 210042；2. 福建省武夷山生物研究所，福建 武夷山 354300

大气降水是森林生态系统水分循环过程中的重要水源，降雨输入的养分及其对植被的淋洗作用以及养分随水分流动的转移等都是研究森林生态系统养分生物地球化学循环过程中的重要节点（曹建华等，2007；Laclau et al.，2010；卢晓强等，2015；韩春等，2019）。通过降水输入到森林生态系统的雨水，经过林冠截留、吸收和淋溶后，随穿透雨和树干茎流进入土壤，并以地表径流和地下渗漏等形式输出系统，期间降水的化学物质含量发生了复杂的变化（曹建华等，2007；刘一霖等，2018）。与地表凋落物和土壤有机质分解相比，随降水输入的养分流速更快，且许多是可溶性的，能被林木直接吸收利用（Chuyong et al.，2004）。因此，在森林生态系统养分循环中，大气降水具有极其重要的作用，研究森林生态系统降水再分配及其养分特征不仅对评价森林的环境效应具有重要意义，也为研究森林生态系统的生物地球化学循环规律提供重要依据。

已有的研究表明，降水以H+为主，约占阳离子总量的70%，其余依次为NH4+、Ca2+、Na+、Mg2+和K+；阴离子则以SO42--S占优势，其次为NO3--N（黄建辉等，1995）。对于植物所需要的大量元素N、P、K、Ca、Mg而言，通过降水输入到森林生态系统的量一般以N、K、Ca居多，P最少。在不同地区不同生态系统中也表现出相似的离子输入特征（陈永瑞等，2004；蒋俊明等，2007；Chuyong et al.，2004；Aldrin et al.，2008；Maurício，2011；Mclaughlin et al.，2011）。降雨不仅直接将雨水中的养分输入到森林生态系统中，还通过降雨过程对植物的淋溶和淋洗，加速养分归还，提高养分循环速率。同时降雨还会促进养分循环过程中其他环节进程，例如降雨有利于促进林下有机质的分解，调节土壤 pH值，改善土壤肥力水平，增加植物根际养分浓度等。

武夷山是中国重要生态功能区和生物多样性保护优先区域，该地区保存了世界同纬度带最完整、最典型、面积最大的中亚热带原生性森林生态系统，其水源涵养、土壤保持及维系生物多样性等重要生态功能对保障华东地区乃至全国的生态安全具有举足轻重的作用。目前，对武夷山地区中亚热带常绿阔叶林的研究主要集中在植被物种组成与群落结构特征、土壤微生物特征、土壤有机质矿化特征等方面（吴则焰等，2014；金裕华，2012；丁晖等，2015；施政，2007；周焱等，2008）。任引等（2008）与李凌浩等（1998）对武夷山地区甜储林的水文学效应进行了定位观测与比较研究，研究表明穿透水量与大气降水量之间存在明显的线性关系，树干茎流量随着胸径的增加而减小，而林冠截留量随着降水量的增加而增加；随着林龄的增长，林冠截流量、地表枯枝落叶持水能力、土壤水分稳渗率、蓄水能力随之增加，而地表径流量和地下渗流量变化趋势则相反。目前对该地区典型森林生态系统水文研究主要集中在降水量的再分配特征上，缺乏对水文循环过程中各类降水分量主要离子浓度变化的深入研究。本研究探讨了该森林生态系统降水分配，以及主要离子浓度在降水分配中的动态变化和养分输入特征，为该森林生态系统养分循环以及物质能量流研究提供基础资料，也为武夷山地区生态环境的改善与修复，以及生物多样性保护提供支撑与参考。

1 研究区概况

研究区位于武夷山国家自然保护区，研究地点处于武夷山市星村镇四新村附近，地理位置为27°35′24.23″N，117°45′55.43″E。该区域属中亚热带季风湿润气候，年平均气温17.0—18.4 ℃，平均相对湿度75%—84%，年降水量1800 mm，年平均日照时数1910.2 h，无霜期227—246 d。红壤为境内分布最广的一种地带性土壤。常绿阔叶林是武夷山的地带性森林植被，多分布在海拔 350—1400 m之间。

研究样地海拔约450—580 m，呈长方形，投影面积 9.6 hm2（400 m×240 m），样地坡度 10—50°，样地林分平均郁闭度约为 0.8，平均树高（胸径≥1 cm）为 5.83 m。乔木层主要有米槠（Castanopsiscarlesii）、 毛锥（Castanopsis fordii）、 甜槠（Castanopsis eyrei）等常绿阔叶树种；灌木层主要有赤楠（Syzygium buxifolium）、微毛柃（Eurya hebeclados）、杜茎山（Maesa japonica）等；草本层主要有中华里白（Hicriopteris chinensis）、狗脊（Woodwardia japonica）、芒萁（Dicranopteris dichotoma）和蕨状薹草（Carex filicina）等（丁晖等，2015）。

2 材料与方法

2.1 试验设计与采样

2014年11月，在9.6 hm2大样地内选择一处南坡样地，在样地的上、中、下坡各设置一个较有代表性的小样地（20 m×120 m），在林地的边缘空旷地设置一个自制的漏斗型林外雨收集器，即将直径25 cm的圆形塑料漏斗固定在容量约20 L塑料桶上，并在漏斗边沿下方的3个方向分别用3根高度相同、嵌入地下的竹桩固定漏斗，使漏斗平面保持水平。根据树冠分布特征，在每个小样地内选择具有代表性的3个点设置林内雨收集器，其规格与林外雨收集器一致。同时每个小样地内各选取不同胸径的，且树型具有代表性的3株优势树种的林木作为标准木收集树干流（表1），即将直径3 cm的塑料软管缠绕在树干上，将3 mm厚的塑料薄膜粘在塑料软管上，形成一个导流槽，将导流槽下部插入容量约20 L的塑料桶中，收集树干流。每隔半月收集一次各类降水样品，用去离子蒸馏水清洗的 100 mL聚乙烯塑料瓶储存后将收集样品带回实验室4 ℃保存，并及时分析。水样收集时间为 2014年11月—2015年11月，共收集24次。

表1 树干流标准木基本参数Table 1 Basic parameters of standard wood for stemflow in a Mid-subtropical Evergreen Broad-leaved Forest in Wuyi Mountains

2.2 水样测定方法

林外雨、林内雨和树干流等水样利用0.45 μm针型滤纸过滤后，各类水样的pH值用pH计测定。NO3--N、SO42--S、Cl-和 Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子的浓度采用液相色谱仪进行测定（Thermo Scientific Ion Chromatography System，DIONEX AS-AP，Japan）。

2.3 计算方法

2.3.1 林外雨量与林内雨量计算

林外雨量与林内雨量：

式中，PR为林外雨量（mm），TF为林内雨量（mm），Vi为林外雨或各林内雨收集器所收集的雨水量（mL），S为林外雨或林内雨收集装置中漏斗的口径面积（cm2），10为单位间转换产生的系数（卢晓强等，2015）。

2.3.2 树干流量计算

树干流量：

式中，BF为树干流量（mm），Vi为第i株树收集的树干流量（mL），St为样地内树冠总面积（m2），Si为第i株树木树冠面积（m2），Sp为样地面积（cm2），10为单位间转换产生的系数（卢晓强等，2015）。

2.3.3 冠层截留量的计算

冠层截留量：

式中，I为冠层截留量（mm）；

2.3.4 养分离子输入量计算

养分离子的输入量：结合每个小样地中各人工测定的 24次林外雨量、林内雨量和树干流量，同步分析每次林外雨、林内雨和树干流水样中的养分离子的浓度，进而推算每次降水的养分离子输入量（张捷等，2014）。养分离子输入量计算公式如下（雷丽群等，2018）：

式中：Fj为j类降水中某离子输入量（kg·hm-2），Cj为某离子浓度（mg·L-1），Pj为降雨量（mm），j为某一种类降水（林内雨、林内雨、树干流），k为第k次取样（k=1, 2……24）。

林分养分离子淋溶量：

式中，FL为养分离子淋溶量（kg·hm-2），FTF为林内雨中的养分离子含量（kg·hm-2），FSF为树干流中的养分离子含量（kg·hm-2），FPR为林外雨中的养分离子含量（kg·hm-2）；养分离子输入总量：FI=FPR+FL；式中，FI为养分离子输入总量（kg·hm-2）。

2.4 数据处理

数据整理及绘图使用Microsoft Excel 2007软件，采用SPSS 18.0统计软件进行数据处理。武夷山常绿阔叶林生态系统中的林外雨、林内雨、树干流水样的pH值和各类离子的年平均浓度根据容积加权平均法求得。采用Pearson相关性分析检验各类降水量之间的相关关系。

3 结果与分析

3.1 降水量再分配动态

如图1所示，2014年11月—2015年11月，武夷山常绿阔叶林的年林外雨量（大气降水量）为2623.7 mm，约80%的大气降水发生在3—8月间，最大的降水强度在6月，降水量为514.7 mm。林内雨和树干流与林外雨的降水量月动态变化规律相似。其中树干流量仅占林外雨量的4.5%，而9.8%的林外雨被常绿阔叶林的冠层截留，截留量为257.9 mm。

图1 林外雨、林内雨和树干流量的动态变化Fig. 1 Temporal fluctuations of precipitation amounts in bulk precipitation, throughfall and stemflow in an evergreen broad-leaved forest

3.2 林内雨和树干流量与林外雨量相关关系

通过对该地区森林生态系统林内雨量和树干流量与林外雨量进行的相关性分析，得出林内雨量、树干流量与林外雨量相关关系方程分别为y=0.904x-5.236，R2=0.985（P＜0.001）和y=0.039x+0.689，R2=0.79（P＜0.001）（图 2）；表明该森林生态系统中的林内雨量和树干流量均与林外雨量呈线性极显著正相关关系，相关系数分别为 0.99和0.89。整体趋势表现为随着林外雨量的增加，林内雨和树干流量随之增大。

3.3 降水的pH值动态

如图3所示，在本研究中，林外雨的pH值在4.6—6.5之间，年均pH值为5.8；林内雨的pH值范围为4.9—6.0之间，年均pH值为5.5；树干流的pH值波动范围为5.0—5.8之间，年均pH值为5.5，三类降水的年均 pH值表现为林外雨＞树干流和林内雨。林外雨最大pH值出现在7月，而林内雨和树干流的最大pH值则出现在6月，三类降水的最小pH值均出现在2月。

3.4 降水的离子浓度动态

如图4所示，林外雨中的阴离子以 SO42--S和NO3--N为主，其年加权平均浓度分别为66.63、53.35 μmol·L-1，分别占阴离子总浓度的50%和40%以上；SO42--S 浓度的变动范围为 35—1275 μmol·L-1，NO3--N 浓度的变动范围为 8—765 μmol·L-1；而 Cl－的浓度较低，其年加权平均浓度为8.46 μmol·L-1。林外雨中阳离子以 Ca2+为主，年加权平均浓度为27.76 μmol·L-1，占阳离子总浓度的 50%以上，浓度变化范围在 0.4—253 μmol·L-1之间，其他阳离子浓度较低，Mg2+、K+和 Na+年加权平均浓度分别为5.28、11.96、9.24 μmol·L-1。林外雨中各离子年加权平均浓度表现为 SO42--S＞NO3--N＞Ca2+＞K+＞Na+＞Cl-＞Mg2+。除Na+外，在降水量较小的1—2月，各阴阳离子的浓度普遍较高，在降水量较大的 3—8月，阴阳离子浓度普遍较低。

图3 林外雨、林内雨和树干流pH值的动态变化Fig. 3 Temporal fluctuations of pH value in bulk precipitation, throughfall and stemflow in an evergreen broad-leaved forest

图4 林外雨、林内雨和树干流中主要离子浓度的动态变化Fig. 4 Temporal fluctuations of main nutrient ion concentrations in bulk precipitation, throughfall and stemflow in an evergreen broad-leaved forest

林内雨中各阴阳离子浓度随时间的变动规律与林外雨相似。林内雨中各离子年加权平均浓度表现 为 SO42--S＞K+＞NO3--N＞Ca2+＞Na+＞Cl-＞Mg2+。SO42--S和K+分别是林内雨中主要的阴离子和阳离子，且林内雨中的SO42－-S和K+年加权平均浓度分别是林外雨的1.02倍和3.58倍。林内雨中Cl-、Na+和 Mg2+的年加权平均浓度分别为 10.83、13.12、10.76 μmol·L-1，分别是林外雨相应离子浓度的1.28、1.42、2.04倍。而Ca2+和NO3－-N的年加权平均浓度比林外雨略低。

树干流中各阴阳离子浓度动态也与林外雨相似；树干流中各离子年加权平均浓度表现为SO42--S＞Ca2+＞K+＞NO3--N＞Na+＞Cl-＞Mg2+。SO42--S是树干流中的主要阴离子，其年加权平均浓度为83.62 μmol·L-1。Ca2+和 K+为树干流中主要阳离子，二者年加权平均浓度分别为49.82 μmol·L-1和41.53 μmol·L-1，其他离子如 Cl-、NO3--N、Na+和 Mg2+的年加权平均浓度分别为14.84、35.70、21.52、11.55 μmol·L-1，明显低于 SO42--S、Ca2+和 K+浓度。但树干流中各离子的浓度均明显高于林外雨，除NO3--N外，其他离子的浓度是林外雨的1.26—2.33倍；相较于林内雨，树干流中除了K+和NO3--N浓度略低于林内雨外，其他离子的浓度是林内雨的 1.07—2.16倍。

3.5 降水通量主要离子的输入特征

表2为林外雨、林内雨、树干流中主要离子的年输入量。如表所示，林内雨是养分输入的主要形式，各养分离子年输入量占总输入量的比例均在90%以上。通过林内雨和树干流输入的 SO42--S和K+分别是输入量最大的阴、阳离子，年输入量分别达到 26.08 kg·hm-2·a-1和 39.42 kg·hm-2·a-1，NO3--N的输入量也较大，达到了 12.44 kg·hm-2·a-1。K+、Mg2+、Na+和 Cl-的淋溶量均为正值，其中 K+的淋溶量最大，达到了 27.18 kg·hm-2·a-1，其次为 Na+（1.78 kg·hm-2·a-1）、Mg2+（1.41 kg·hm-2·a-1）和 Cl-（1.37 kg·hm-2·a-1），分别占输入总量的 68.95%、24.25%、45.92%和14.82%。

4 讨论

4.1 降水分配特征

大气降水过程是森林生态系统生物地球化学循环过程中的一个重要环节，大气降水不仅是森林生态系统主要的水源，也是森林生态系统主要养分元素的输入途径之一。大气降水进入森林系统后经过林冠截留、吸收和淋溶后，随穿透雨和树干茎流进入土壤，并以地表径流和地下渗漏等形式输出系统，期间降水的化学物质含量发生了一系列复杂的变化（曹建华等，2007）。

林外雨进入林冠后，会被林冠截留部分降水，可以削弱雨滴对地表的冲击力，减少降水对地表的侵蚀；同时也减少了地表径流量，起到削减洪峰流量和涵养水源的生态功效，并能有效减少养分随径流的流失（李勇等，2015）。本研究发现，在武夷山地区常绿阔叶林生态系统中林冠截留量为 257.9 mm，截留率约为9.8%，这一结果符合中国主要森林生态系统林冠平均截留量变动在 134.0—843.4 mm，截留率平均值变动在 1.4%—36.5%之间的研究结果（温远光等，1995），略低于常绿阔叶林对降雨的截留率为 10%—20%的研究结果（Cheng et al.，2002）；低于全球范围内常绿阔叶生态系统的平均林冠截留率为13%的研究结果（Miralles et al.，2010），但高于江西大岗山常绿阔叶林林冠截留率为5.1%的研究结果（高瑶瑶等，2018）。不同研究区域森林生态系统的林冠截留率出现差异或一定范围内的波动，主要与不同区域的降水量、降水强度、森林覆盖率、冠层结构等影响冠层截留量的因素有关，但整体上林冠截留量一般随着林外雨量的增加而增大，而林冠截留率随林外雨量的增加而减小（黄采艺，2013）。

林外雨经过冠层截留后，一部分降水穿透林冠形成林内雨，另一部分降水沿树干流动，形成树干流。林内雨量的大小不仅直接与林分的郁闭度、叶面积指数的大小有关，还受前期降雨和林内湿度的影响。本次研究结果表明武夷山地区常绿阔叶林生态系统中的林内雨量与林外雨降水量呈线性极显著正相关关系，整体趋势表现为随着林外降水量的增加，林内雨量随之增大。这与高瑶瑶等（2018）在江西大岗山常绿阔叶林和赵文君等（2017）在典型喀斯特原始森林中的研究结果一致。一般树干流量占降雨总量的比例较小，在0—5%之间（鲍文等，2004）。本次研究的武夷山地区常绿阔叶林年树干流量为118.9 mm，占年林外雨量的4.5%，这一结果远高于Tian et al.（2013）在贵州喀斯特森林生态系统中调查的树干流比例（0.5%），与李凌浩等（1997）在武夷山甜槠林得出的树干流比例（3.74%）和高瑶瑶等（2018）在江西大岗山常绿阔叶林中调查得出的树干流比例（5.3%）相近，但远低于任引等（2008）在武夷山甜槠常绿阔叶林调查处的树干流比例（13.9%）。不同森林生态系统树干流量间存在一定的差异，主要因为不同森林生态系统的林分密度，以及树皮吸水性能、分枝角度、树干胸径、树皮粗糙度、干型等林分特征有所不同（鲍文等，2004）；此外，大气降水量和降水强度对树干流量也有显著影响。一般而言，树干茎流量随降水量的增大而增加；降水量较小时一般不会产生树干茎流，因为降水可能被冠层全部截留（李勇等，2015；高瑶瑶等，2018）。本文的研究结果也显示该森林生态系统树干流量与林外雨降水量呈线性极显著正相关关系，整体趋势表现为随着林外降水量的增加，树干流量随之增大。

表2 降水通量中主要离子年输入量Table 2 Annual input of main ions in water flow in an evergreen broad-leaved forest

4.2 降水化学成分特征

大气降雨的化学成分受大气中CO2和其它污染气体以及大气中悬浮颖粒易溶成份含的直接影响，大气降雨pH值反映大气中酸性物质的浓度（王静，2008）。在观测期间，武夷山地区常绿阔叶林生态系统林外雨的年均pH值为5.8，而林内雨和树干流的年均pH值约为5.5，明显低于林外雨的pH值。林内雨的pH值低于林外雨，这一结果与周光益等（1995）在海南岛尖峰岭热带山地雨林和卢晓强等（2015）在茂兰喀斯特地区亚热带常绿落叶阔叶混交林中林内雨pH值的研究结果有所不同，表明武夷山地区常绿落叶林对酸雨的缓冲能力低于热带雨林和喀斯特亚热带常绿阔叶林生态系统。林少茜（2018）和苏彬彬等（2015）对武夷山地区的空气质量监测结果表明，PM2.5、PM10是武夷山地区的主要污染物质。可能是因为附着在林冠表面的颗粒污染物中的酸性物质较多，经过冠层淋溶后致使林内雨的pH值有所下降，而树干流除了淋溶酸性沉积物，与树皮表面阳离子交换，也会溶入树干分泌的一些有机酸或无机酸等，进而降低降水中的 pH值（黄采艺，2013；张娜等，2011；Hamdan et al.，2012）。武夷山地区常绿阔叶林生态系统林外雨、林内雨和树干流的pH值都较低，且SO42--S浓度较高，进入土壤后易导致土壤酸化。

除NO3--N和Ca2+外，林内雨其他离子的年加权平均浓度是林外雨的1.02—3.58倍；树干流中大部分离子的浓度也明显高于林外雨或林内雨。主要是因为降雨经过冠层截留可以淋溶叶面和枝条上的尘埃、盐分、有机物等沉降物，同时可以溶解叶细胞的浸出物，故林内雨的养分量较林外雨中的养分量高（马雪华，1988；Zeng et al.，2005）。冯宗炜等（1985）也认为，林内雨营养元素含量的增加，主要是来自细胞壁的蒸腾液，细胞原生质选择性地从液流中吸取了当时所需要的营养元素，其余的营养物质聚集在细胞壁和角质层内，当降水时这些营养物质就被H+交换出来，进而提高林内雨的相关离子的浓度。Cornan et al.（1983）的研究也发现酸性降水促进中性盐离子在林内降水中的析出富集，使植物叶片中营养离子的流失。此外，林冠截留使得一部分大气降水直接从冠层蒸发，减少了林内雨体积，也相对增加了林内雨的离子浓度（张娜等，2011）。相较于林内雨，树干流中部分离子浓度更高，主要是因为降水经过冠层截留后一部分沿树干流动，进一步冲刷了树干上的沉降物，且一般树皮粗糙开裂，比表面积大、树皮储水量大，从而增加了干沉降和离子交换的面积并减慢树干流流速，延长降雨对树干表面干沉降物质的冲刷和淋溶时间，导致树干流中离子浓度明显高于林外雨和林内雨（张娜等，2011；Zeng et al.，2005）。林内雨和树干流中的NO3--N浓度较大气降水有所降低，可能因为受季风影响，污染物扩散，以及沙尘气溶胶在远距离输送过程中，富集了较多的 NO3--N（王静，2008；苏彬彬等，2015），使得林外雨中NO3--N浓度较高；而NO3--N是无机氮的主要组成之一，降水经过树冠层后一部分无机氮被林冠叶面吸收和吸附，使得林内雨和树干流中的NO3--N浓度的浓度降低（马雪华，1988，王静，2008）。林内雨和树干流中的K+浓度均为林外雨的3倍以上，主要因为植物中含有大量的钾元素，树冠交换出来的 K+量和对树干中的K+洗脱较多，导致K+浓度大幅度升高。武夷山地区常绿阔叶林生态系统中不同降水分量间的主要离子浓度差别可能与该森林生态系统中的植物种类差异以及植物主动或被动交换有关，也与大气中气体的颗粒物成分在叶面以及枝干表面受重力沉降的数量有关（姜文华，2003）。

4.3 降水养分离子输入量特征

与凋落物分解、土壤有机质矿化等相比，通过降水输入到森林生态系统的养分大多是水溶性的，易被植物直接吸收（刘一霖等，2018），因此，大气降水及其淋溶作用对森林生态系统养分循环过程具有重要作用。本研究表明林内雨的养分输入量占降水过程总养分输入量的90%以上，是养分输入的主要形式；虽然树干流中的养分输入量占总养分输入量的比例较小，仅为 6%左右，但树干流的养分浓度较高，能够直接到达根基周围，对林木生长和根际周围的土壤理化性质的作用更为重要（张娜等，2011；王磊等，2016）；此外，树干流对林下植物、土壤腐殖质及其菌根以及树干上的植物及其动物群落等也有重要影响（Chang et al.，2000；Mitchell et al.，2005）。

本研究表明林外雨的Ca2+，NO3--N和SO42--S年输入量均明显高于林内雨和树干流，这可能是因为观测期间武夷山地区气态和颗粒态的污染物中富集了较多的Ca2+，NO3--N和SO42--S（苏彬彬等，2015）。而其他养分离子则表现出相反的输入规律，表明这3种离子的输入主要以林外雨为主，而其他养分离子的输入主要以林内雨和树干流为主。这一研究结果与甘健民等（1995）在云南哀牢山地区研究的降水输入特征以及Meiresonne et al.（2007）在意大利杨树人工林中的研究结果一致。研究期间降水输入的养分离子以SO42--S和K+为主，二者分别占离子输入总量的24%和36%。

N是森林生态系统的主要营养元素，适当的N输入可以增加森林生态系统生物量和促进碳积累。本次研究中，由于测定问题，未能准确获取NH4+-N测定值，但该地区仅NO3--N的年输入量已达到了12.44 kg·hm-2·a-1，占到养分离子总输入量的 11%以上，这一结果已明显高于Hamdan et al.（2012）在加拿大研究的大叶槭（Acer macrophyllum）（4.0 kg·hm-2·a-1）和道格拉斯杉（Pseudotsuga menziesii）（3.1 kg·hm-2·a-1）林分，以及喀斯特地区森林（5.58.1 kg·hm-2·a-1和 8.1 kg·hm-2·a-1）的无机氮年输入量（卢晓强等，2015；Tian et al.，2013），但低于马雪华（1988）在杉木林（38.3 kg·hm-2·a-1）和马尾松林（42.8 kg·hm-2·a-1）中无机氮年输入量。然而长期的高N输入量可能导致该地区森林生态系统的N饱和（Fang et al.，2009），对森林生态系统产生不利影响。

林外雨经过冠层截留和树干流的再分配后，还会经过林下层植被的截留、凋落物层的截留以及土壤的截留作用进行降水的再分配。降水经过一系列的截留效应后一部分被土壤吸存、植物根系吸收和蒸发消耗，另一部分则以地表径流和土壤渗漏的方式输出系统。由于条件限制，本次研究周期内未同步完成地表径流和土壤渗漏等水分流出量的收集与分析工作，在今后的研究中将进一步开展地表径流量、地下渗流量的大小及其养分离子浓度变化特征的研究。

5 结论

（1）从2014年11月—2015年11月年，武夷山常绿阔叶林生态系统大气降水量（林外雨）为2623.7 mm，树干流量仅占大气降水量的 4.5%，9.8%的大气降水被冠层截留。

（2）林外雨年均pH值为5.8，林内雨和树干流年均pH值为5.5，年均pH值表现为林外雨＞树干流和林内雨。

（3）林内雨和树干流中的各阴阳离子浓度随时间的变动规律与林外雨相似，SO42--S、Ca2+或 K+分别是各类降水中主要的阴离子和阳离子。整体上离子浓度表现为树干流＞林内雨＞林外雨。

（4）林内雨是养分输入的主要形式，其养分离子年输入量占总输入量的比例均在90%以上。通过林内雨和树干流输入的SO42--S和K+分别是输入量最大的阴、阳离子，年输入量分别达到 26.08 kg·hm-2·a-1和 39.42 kg·hm-2·a-1，其中 NO3--N 的输入量达到了 12.44 kg·hm-2·a-1。