Water Inorganic Anions Profiles in Stemflow of Cinnamomum camphora: Variation Characteristics

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0169

Abstract

Abstract:

To explore the change rule of acid rain in urban forest ecosystem, this research investigates SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-, NO₂^-, F^- in both the rainwater and the stemflow of Cinnamomum camphora forest ecosystem in Changsha. The results showed that SO₄ ^2- and NO₃^- were the major inorganic anions in rainwater and stemflow, which accounted for 84.36% and 90.49%-91.42% of total anion contents in the rainwater and stemflow, respectively. The ratio of SO₄^2-/NO₃^- was 1.14 and 2.32-2.61 in rainwater and stemflow, respectively. The pH value of rainwater averaged 4.87 in the study area, which indicated that the rainwater was a sulfuric-nitric mixed acid rain. The leaching coefficient of each inorganic anion in stemflow of different diameter at breast height(DBH) class ranged from 1.04 to 11.41, indicating different enrichment effects. The monthly variations of each inorganic anion showed that NO₂^- was the most unstable one and its variable coefficient was 0.49, while F^- was the most stable inorganic anion, with the variation coefficient of F^- at all DBH classes was 0.24. Except NO₂ ^-, the variation coefficient of the other 4 anions decreased with the DBH class increase, i.e. The larger the diameter, the more stable the anion content was. The contents of SO₄ ^2-, NO_3, Cl^- and F^- of different DBH class were all in the order of d1(8-10 cm)> d2(16-18 cm)> d3(24-26 cm)> d4(32-34 cm),while for NO₂ ^-, the order was: d1>d4>d2>d3. The contents of SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-, NO₂^-, F^- at all DBH class showed significantly negative correlation with the precipitation, indicating that the greater the rainfall amount, the greater the decrease trend of the inorganic anion was. However, there was no significant correlation between the inorganic anion content in the stem flow and the inorganic anion content in atmospheric precipitation, showing that the inorganic anions in stemflow mainly came from dry disposition of acidoids. Therefore, the bark of Cinnamomum camphora can adsorb acid materials in air, and has positive effects on air cleaning and acid rain mitigation.

Key words: Cinnamomum camphora, inorganic anions, stemflow, diameter at breast height class, enrichment effect

CLC Number:

S718.55+7

OUYANG Zeyi, OUYANG Shuolong, LIAO Juyang, LI Qiaoyun, LIU Yan, OUYANG Cuilan, WU Linshi, YI Haoyu. Water Inorganic Anions Profiles in Stemflow of Cinnamomum camphora: Variation Characteristics[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(1): 15-22.

Figures/Tables 9

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日期(年/月)	F^-		Cl^-		NO₂^-		SO₄^2-		NO₃^-		pH
日期(年/月)	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	pH
2018/10	8.37	1.00	13.42	1.03	8.15	0.48	96.17	0.67	70.51	0.70	4.86
2018/11	10.29	0.81	26.25	0.57	7.04	0.37	117.56	0.74	111.57	0.77	5.00
2018/12	6.97	0.32	20.11	0.51	4.09	0.51	121.25	0.50	112.63	0.43	4.79
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日期(年/月)	F^-		Cl^-		NO₂^-		SO₄^2-		NO₃^-		pH
日期(年/月)	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	pH
2018/10	8.37	1.00	13.42	1.03	8.15	0.48	96.17	0.67	70.51	0.70	4.86
2018/11	10.29	0.81	26.25	0.57	7.04	0.37	117.56	0.74	111.57	0.77	5.00
2018/12	6.97	0.32	20.11	0.51	4.09	0.51	121.25	0.50	112.63	0.43	4.79
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平均	6.04	0.58	15.10	0.56	3.55	0.53	71.03	0.42	62.07	0.47	4.87

日期(年/月)	d1		d2		d3		d4
日期(年/月)	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数
2018/10	921.83	0.47	632.47	0.40	484.32	0.34	456.28	0.18
2018/11	891.77	0.35	567.92	0.29	450.21	0.28	416.56	0.15
2018/12	748.96	0.73	644.69	0.60	461.56	0.39	429.69	0.38
2019/01	2233.33	0.33	1900.52	0.34	1084.38	0.16	1025.73	0.06
2019/02	980.73	0.74	918.02	0.68	660.83	0.41	399.90	0.08
2019/03	293.65	0.48	284.58	0.50	269.69	0.28	209.27	0.25
2019/04	227.40	0.39	203.02	0.38	183.65	0.25	169.27	0.35
2019/05	185.67	0.47	173.24	0.34	152.33	0.26	144.45	0.24
平均	810.42	0.50	665.56	0.44	468.37	0.30	406.39	0.21

日期(年/月)	d1		d2		d3		d4
日期(年/月)	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数
2018/10	921.83	0.47	632.47	0.40	484.32	0.34	456.28	0.18
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日期(年/月)	d1		d2		d3		d4
日期(年/月)	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数	含量/(μeq/L)	变异系数
2018/10	403.25	0.55	284.36	0.48	231.48	0.31	204.59	0.15
2018/11	426.13	0.53	252.10	0.52	221.61	0.28	202.10	0.17
2018/12	364.03	0.65	333.39	0.66	187.42	0.51	204.19	0.43
2019/01	540.00	0.34	510.81	0.37	380.65	0.22	326.94	0.20
2019/02	400.16	0.70	314.03	0.58	296.61	0.17	206.13	0.06
2019/03	185.21	0.54	165.32	0.51	161.29	0.22	113.39	0.18
2019/04	110.65	0.52	96.29	0.15	71.77	0.26	65.16	0.32
2019/05	102.33	0.53	84.42	0.34	65.29	0.22	59.64	0.26
平均	316.47	0.55	255.09	0.45	202.02	0.27	172.77	0.22