生態系統酸沉降敏感性
何謂敏感? 一般有兩個含義: 其一, 易受外界影響;
其二, 易受傷害。例如, 有若干人同在農田里勞動,
曬了幾小時太陽, 農民的皮膚毫無變化,
但城里來勞動的學生, 則皮膚紅腫,
第二天甚至開始脫皮。我們則稱城里學生比鄉下農民對陽光敏感。生態系統對酸沉降亦如此。同樣的酸沉降量,
有的地區土壤易于酸化, 有的地區則不然;
有的地區水域易酸化, 有的地區則不然,
這就是環境對酸沉降的敏感性問題。由于酸沉降或酸雨面積較大,
如果我們找到了敏感性地區, 就找到了重點,
抓住了薄弱環節, 使問題解決變得容易。
酸沉降敏感性標度
敏感是個概念, 僅僅是個定性說法,
遠遠不夠。因為敏感性程度常常差別較大,
如某類型土壤不易受酸化, 易受酸化,
很易受酸化和極易受酸化等等, 應有定量標度。例如,
化學品的毒性大小的指標是大小鼠口服半致死量: 小于50毫克/
公斤, 為劇毒; 50-500毫克/ 公斤為高毒; 500-5000毫克/
公斤為中毒; 大于5000毫克/公斤為低毒。對于土壤,
目前常用土壤陽離子交換量 (CEC)
作為劃分土壤對酸沉降敏感性指標; 用水體堿度 (ALK)
作為劃分水體對酸沉降敏感性指標。應用該項指標將土壤地圖繪為對酸沉降敏感分級圖;
將水域圖劃為對酸沉降敏感性分級圖。
生態系統對酸沉降敏感性標度
生態系統更為復雜,
某一地區土壤或水體現有的化學狀況并不能代表整個生態區域對酸沉降的敏感性,
必須開展整個生態系統對酸沉降敏感性區劃研究,
首先找到影響對酸沉降敏感性有影響的生態因子; 繼而,
確定它們各自對酸沉降敏感性影響的重要性;
再根據其重要性對諸生態因子加權求和;
最終得到一個總體綜合指標并據此評價各生態系統的敏感性等級,
繪出等級圖。經過我國科學家研究,
認為以下因子對酸沉降敏感性有重要影響: 巖石類型,
土壤類型, 植被與土地利用和土壤水分盈余量。
不同類型巖石的酸中和能力
地殼表面巖石在大氣、水和生物等外力的長期聯合作用下發生風化,
風化快的巖石酸中和能力較強,
而風化的快慢又取決于巖石本身的化學成分和礦物種類。如花崗巖,
為硅酸鹽, 風化緩慢, 對酸中和能力很弱,
因此具有較強的對酸沉降的敏感性。而石灰巖,為碳酸鹽,
風化快, 對酸中和能力強, 對酸沉降不敏感。其余, 砂巖,
頁巖, 石灰砂巖等則居于其中等級。顯而易見,
碳酸鹽比硅酸鹽容易為酸性物質所中和,
因此后者常用作防酸腐蝕材料。
不同類型土壤的酸緩沖能力
土壤對酸沉降來說是個大緩沖系統。何謂緩沖?
船靠岸, 受前進的慣性作用, 船幫可能與巖石發生撞擊,
出現事故; 此時, 若在船幫處按裝若干輪胎,
則可減緩撞擊作用, 船體安然無恙。土壤也如此,
不同土壤的酸緩沖能力不同。其中,
紅壤對酸沉降的緩沖能力極差;
黑土對酸沉降的緩沖能力最高;
黃土和褐土居中。這是因為不同類型土壤pH值,
硫酸根吸附容量不同, 有機質含量不同, 鹽基飽和度不同,
它們都影響酸緩充能力。
不同土地利用類型對酸沉降的敏感性
不同的植被和不同的土地利用方式對酸沉降的敏感性有明顯影響。植被是樹木和草木的通稱和集合稱,
例如大沙漠沒有植被,
林區植被發育較好等等。土地利用方式是指種草, 種果木,
種水稻和種玉米, 小麥等等。針葉林, 如杉木, 羅漢松,
馬尾松等, 對酸沉降較為敏感;
農業耕地由于施肥和施用石灰等人類活動,
土壤已保持一定的pH值和鹽基飽和度,
對酸沉降敏感性較小; 而草叢,
灌叢和闊葉林則介于二者之間。許多酸雨地區針葉林大面積死亡,
就證明了這一點。
不同土壤水分盈虧量對酸沉降的敏感性
水分盈虧量是單位面積土壤柱水分凈通量的大小和方向的表征。對某單位面積土壤柱降雨或灌溉時,
在重力的作用下它將向下輸送, 直至地下水表流走,
同時在陽光和溫度的作用下,
土壤中的水分將蒸發或通過植物的蒸騰作用向上移動,
逸向大氣。在一個時間間隔內, 做一個總的估算,
如水分向下移動為主, 則稱水分凈通量為正,
表示水分盈余; 否則相反。土壤水分盈余量較大時,
鹽基離子的淋溶更為強烈, 對酸沉降更為敏感。
四川盆地和貴州高原土壤對酸沉降的敏感性分區
應用陽離子交換量 (CEC) 作為區分指標, 例如, 大于
15.4為不敏感地區, 小于6.2 為敏感地區,
居中為微敏感地區,
科學家劃分了四川盆地和貴州山地的土壤對酸沉降的敏感性分區。有趣的是,
四川盆地的85% 面積, 包括成都平原和川西地區,
其土壤對酸沉降不敏感; 而盆地西南 (約占6%盆地面積)
的紅壤區為敏感區;其余為微敏感區。而貴州省大部分為中度敏感區,
特別是貴州高原與湘貴丘陵盆地之間的過度地區為敏感區。鑒于四川盆地和貴州山地是我國重酸雨區,
這種劃分有助于制定治理方案。
我國七省一市酸雨地區酸沉降敏感性分區圖
在我國主要酸雨地區 (江蘇, 浙江, 安徽, 福建,
江西, 湖南, 湖北和上海七省一市) 內, 總體來看,
由北向南, 由西向東,
生態系統對酸沉降的敏感性增加。其中,
敏感地區和極敏感地區占總面積1/3 ,
分布在福建省西南部和浙江省南部;
而極不敏感地區約占總面積的1/4 ,
主要分布在長江以北地區。福建省全境均屬于敏感和極敏感地區;
而江蘇省大部分屬于非敏感區。
