第四节 大气与森林的相互影响
一、大气对森林的影响
大气是森林生长的外界环境条件,也是森林生物体生活、生长和发育及繁衍不可缺少的物质来源,因此,没有大气就没有森林。大气对森林的影响和作用主要表现在以下几个方面:
(一)气体成分对森林生物体生命活动的影响
这些气体成分有O2、CO2、NOX等。
O2是森林植物呼吸作用的必需物质。树木呼吸时吸入O2,放出CO2,并借助O2进行生命的生理过程,没有O2树木就不能生存。O2主要参与植物的分解代谢。O2使植物光合产物分解,形成CO2和H2O,并释放出能量。有O2呼吸可提高植物新陈代谢效能,有利于树木迅速生长。一般大气中O2的数量供植物消耗是足够的。土壤空气中O2含量与植物根系生长有密切关系。O2在土壤中含量在10%以上,有利于根系生长;低于10%时,大多数植物根的正常生长机能减退;当O2含量降到2%时,这样就只能维持不死而已。
CO2是森林植物体进行光合作用积累干物质进行生长发育所不可缺少的原料。植物进行光合作用吸收CO2,加以固定和贮存,吸收作用则吸收O2放出CO2。光合作用与呼吸作用吸收与放出CO2之差,即为植物净吸收CO2积累干物质的量。通常,植物净吸收固定之量是光合作用吸收量的2/3-1/2。
N2是一种惰性气体,不能直接被绝大多数植物所利用,必须依靠固氮生物如固氮菌和蓝绿藻等或工业方法才能固定下来。某些蓝绿藻,豆科植物的根瘤菌及土壤中的固氮菌,能把大气中的氮固定成氨或铵盐。绿色植物包括林木所使用的氮都是无机态的,它们从土壤中分别以NO3-和NH4+的形式被吸入,最主要的是NO3-,它是植物重要氮来源。氮是植物生长不可缺少的养分。林木主要靠根系从土壤中吸收养分包括氮、磷、钾及微量元素。林木养分缺乏,不仅生长速度减慢,而且其他生理活动也要受到一定影响,抵抗不良环境能力下降,很易感染病虫害及产生生理病害。
(二)大气污染物对森林生物体的危害
由于工业发展,人类活动的结果,使大气中直接或间接增加了一些大气中正常成分以外的有害气体和物质,其数量和强度超过大气的自身净化能力,以致造成对生物甚至人类产生危害,这些有害气体和物质就是大气污染物。气体污染物包括SO2、HF2、NO2、O3、CO等等,液体或固体污染物又称气溶胶粒子包括烟尘、粉尘、酸滴等。
当前对森林生物体影响最大、危害最重的是酸雨,它是由工业和民用燃煤或燃油排放到大气中SO2和NOX转化为硫酸和硝酸随降雨降落地面的酸性沉降物。
大气污染对森林的影响包括直接影响和间接影响两方面。直接影响是指大气污染物直接作用于林木各个不同组织器官,造成这些组织的损害,从而影响树木的生长发育。大气污染物(SO2、O3、氟化物及重金属)能抑制森林植物光合作用,它能改变气孔的开张,影响叶绿素浓度、改变PH值和冲击光合作用中关键性的蛋白质和酶。间接影响主要是大气污染物通过影响森林土壤、森林昆虫、森林中真菌、细菌和微生物等间接影响森林。
总之,大气污染对森林的影响是全方位的,污染对森林的危害已引起全球关注,在欧洲森林的40%受到酸雨危害,美国、东亚等越是发达国家,森林受污染威胁也越大。