随着工业现代化的发展，化石燃料的大量燃烧和土地利用方式的急剧变化，导致含硫、 含氮化合物的排放量严重超标，大气污染加剧. 大气污染物主要以湿沉降的形式进入生态系统，造成河流、 湖泊酸化及污染地下水对人类健康造成威胁^{[1, 2, 3, 4]}. 我国南方森林地区湿沉降以酸沉降为主，主要污染物为pH<5.6的SO₂、 NOx颗粒物和金属颗粒物，这些沉降物进入森林生态系统会引起森林林冠稀疏，大量叶片发黄，幼树叶片掉落，甚至造成树木死亡^[5].

大气降水是森林生态系统养分的主要来源之一，对森林群落的生长具有重要意义^{[6, 7, 8, 9]}. 同时，森林生态系统通过自身独特的功能以及系统各个部分的相互作用，对大气降水中的各种污染物进行着截留、 过滤、 吸附、 净化等作用使污染物的种类和数量减少^[10]. 中国亚热带森林由于其结构和功能的特点，其林冠对于酸雨胁迫及金属污染物具有一定的缓冲作用^[11]. 雨水通过郁闭的林冠层后被重新分配，由于林冠的遮挡作用，大部分被截留，截留后一部分直接蒸发返回大气或被叶表面吸收，另一部分穿过林冠空隙或枝叶截留的部分雨水以雨滴的形式进入林内形成穿透雨^{[12, 13, 14, 15]}. 由于雨水对树体表面分泌物的溶解以及对枝叶表面粉尘、 微粒等大气悬浮沉降物的淋洗，同时枝叶对降水中离子的吸收作用，造成穿透雨的化学成分相比非穿透雨发生了根本变化，因而穿透雨在森林生态系统的功能研究中具有重要意义^[16].

红壤广泛分布在南方地区，红壤是高度风化的土壤类型，土壤pH值，阳离子交换量和盐基饱和度均较低，黏粒矿物以高岭石和铁铝氧化物为主，缓冲容量低; 并且这些地区降雨量丰富，年降水量在1 300~1 800 mm之间^{[17, 18]}，极易造成土壤水蚀过程和养分大量流失. 目前，对于穿透雨的研究大都集中在截留量与截留率，对养分及痕量金属浓度变化研究较少. 本文将以江西千烟洲地区人工林为研究对象，通过分析冬季亚热带森林湿沉降化学特征，揭示大气降雨经过森林冠层截留后雨水养分及痕量金属浓度的变化，了解森林植被对降雨养分及痕量金属吸收和淋失程度的多少，进一步探讨森林和降雨之间的关系，以期为建立森林植被格局、 改善土壤酸化等问题提供科学依据.

本实验研究区为中国科学院千烟洲生态网络试验站农业生态系统，位于江西省吉泰盆地泰和县灌溪镇桃源村境内(115°04′13″E，26°44′48″N)，平均海拔高度为110.8 m，土壤类型为红壤. 研究区年均气温16.5℃，年均降水量1 542 mm，降雨量季节分配不均，雨季多集中于3~9月，其中4~6月降雨量约占全年的一半，7~8月高温少雨，易出现伏旱. 年均相对湿度为84%^[17]，具有典型亚热带季风气候特征，属中亚热带湿润气候区，主要植被是分布于丘陵上的人工林，湿地松林、 马尾松林、 杉木林以及针阔混交林^{[19, 20, 21, 22]}.

样地分布：如图1所示分别挑选合适的桔园、 马尾松、 木荷、 湿地松等树种作为研究样地，在每种树种设立3块5 m×5 m样地(面积为75 m²). 样地布设分别为，A点阔叶林(木荷)，B点桔园，C点马尾松Ⅰ(成年林)，D点马尾松Ⅱ(幼年林林高80 cm)，E点湿地松Ⅰ(林密度小)，F点湿地松Ⅱ(林密度大).

图 1

Fig. 1

图 1 流域样地分布及土地利用方式 Fig. 1 Sampling point distribution of watersheds and different land-use types

穿透雨：采用简易雨量筒，在每种树种样地内放置3个雨量筒并彼此间隔相应距离作为重复. 降雨后测量的3个数据平均值即为此次穿透雨的数据，由于冬季降雨量较小，故每月收集一次样品为一个月雨水的混合水样.

水质分析：每场降雨后采集水样，并及时对pH值进行测量，样品及时带回中国科学院地理科学与资源研究所进行C、 N、 P、 S及金属离子数据分析.

测定指标：流动分析仪(法国Futura型号)测定总磷(TP)、 总氮(TN)、 溶解性总氮(DTN)、 硝态氮(NO₃^--N)、 氨氮(NH₄⁺-N); liquid TOCII仪(德国elementar)测定溶解性有机碳(DOC); 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定硫酸根(SO₄^2-)及金属离子钾(K)、 钙(Ca)、 钠(Na)、 镁(Mg)、 铝(Al)等金属离子.

通量方法计算^[17]：

千烟洲地处亚热带，年降水量丰富，春季多雨，冬季少雨. 本实验收集从2014年至2015年冬季3个月的林下穿透雨. 如图2所示，分别为2014年12月、 2015年1月和2015年2月降雨中各形态氮的浓度变化. 从图2(a)可以看出在12月收集的3场降雨中，降雨量最大为6.5 mm，最小为1 mm，均为小雨. 其中12月27日、 28日降雨的TN浓度达到16.90 mg ·L^-1及16.85 mg ·L^-1 而DTN浓度为6.61 mg ·L^-1和6.95 mg ·L^-1说明雨水中颗粒态氮(PN)含量较高. 图2(b)为1月收集到的4场降雨，降雨量最高为5 mm，最低1.4 mm. 由图2可知，4场降雨各形态氮浓度大小规律相同，但1月27日降雨的各形态N浓度均为最大，TN达到43.9 mg ·L^-1，而1月29日降雨中TN浓度仅为15 mg ·L^-1，说明在1月27日前存在人为活动的干扰造成明显差异. 图2(c)为2015年2月收集的3场降雨，降雨量最大为7.2 mm. 2月4日降雨中各形态氮浓度均为2月最高值，TN浓度达到28.25 mg ·L^-1、 DTN为17.32 mg ·L^-1、 NH₄⁺-N为10.22 mg ·L^-1高于NO₃^--N的7.10 mg ·L^-1.

图 2

Fig. 2

图 2 2014~2015年冬季降雨各形态氮浓度 Fig. 2 Variation of different forms of nitrogen concentration in the rainfall in the winter of 2014 to 2015

结合图2(a)~2(c)可以看出，2月4日与1月27日各形态氮浓度大小规律相同，且与其它几场降雨的明显区别在于NH₄⁺-N的浓度明显高于NO₃^--N. 说明在这期间，存在人为干扰，例如当地村民会在冬季将收割后的稻田焚烧，为春天播种做准备. 由图2(d)可知，2014年12月与2015年2月氮素浓度变化差异不大，2015年1月略高一些，主要是受1月27日各氮素浓度过高且其降雨量最大的影响. 冬季的各形态氮的大小趋势是基本一致的.

由图3(a)可知，1月27日及2月4日DOC浓度值明显高于其它几次降雨，分别为14.42 mg ·L^-1和9.16 mg ·L^-1. 其它8场降雨DOC浓度变化不大. 从月变化曲线来看，3个月的降雨量加权平均浓度接近，曲线较为平缓，冬季雨水DOC平均浓度在5.81~6.55 mg ·L^-1. 冬季雨水SO₄^2-浓度变化，与DOC及各形态氮浓度变化规律略有不同，除1月27日及2月4日的浓度较高外，12月27日SO₄^2-的浓度高达145 mg ·L^-1，这也直接导致2014年12月的SO₄^2-月平均浓度最高为85.12 mg ·L^-1[图3(b)]. 除1月27日51.49 mg ·L^-1和2月4日33.67 mg ·L^-1外，其它几场降雨SO₄^2-浓度介于14~20 mg ·L^-1之间. 1月的TP浓度均大于1 mg ·L^-1明显高于其它2个月的降雨，最大值为1月29日1.57 mg ·L^-1，最小值为12月27日0.18 mg ·L^-1，相差8倍多[图3(c)].

图 3

Fig. 3

图 3 2014~2015年冬季各场降雨DOC、 SO42-、 TP浓度及其月际变化 Fig. 3 Concentrations and monthly variation of DOC, SO42-, TP in the rainfall in the winter of 2014 to 2015

图4所示为Fe、 K、 Ca、 Al、 Mg、 Mn、 Na、 Zn 共8种金属元素浓度变化及其月变化. 从图4(a)可知，Fe元素浓度在1月27日及2月4日浓度较高分别为0.56 mg ·L^-1和0.6 mg ·L^-1，冬季月际变化中 1月的Fe元素浓度最高0.27 mg ·L^-1，12月浓度最低0.02 mg ·L^-1. 图4(b)中K元素浓度除12月27日达20.3 mg ·L^-1之外，其余均低于4.5 mg ·L^-1，故月变化12月浓度最高为11.96 mg ·L^-1，1月和2月为1.22 mg ·L^-1及0.45 mg ·L^-1. 12月27日、 1月27日及2月4日的Ca元素浓度分别为各月中最高的，分别为6.03、 10.31及3.01 mg ·L^-1，月变化比较平缓在2~4 mg ·L^-1之间[图4(c)]. Al元素最大值发生在1月27日为0.84 mg ·L^-1，最小值为12月27日0.01 mg ·L^-1，其月变化与Fe元素规律相似为1月浓度最高、 12月最低[图4(d)]. 为1月27日为Mg元素最大值1.09 mg ·L^-1，最小值为12月4日0.12 mg ·L^-1，冬季月浓度变化为12月至次年2月逐渐下降的趋势[图4(e)]. 如图4(f)所示，Mn元素浓度的最大值仍是1月27日0.13 mg ·L^-1，其它各场降雨浓度均低于0.1 mg ·L^-1. 平均月浓度变化为1月最高0.05 mg ·L^-1，2月最低0.03 mg ·L^-1. 从图4(g)可知Na元素浓度最高值为1月27日3.81 mg ·L^-1，故月浓度变化1月最高1.02 mg ·L^-1. 如图4(h)所示，与其它元素浓度变化规律明显不同，Zn元素浓度在1月为最低，最大值出现在12月27日高达47.64 mg ·L^-1是最小值1月7日0.15 mg ·L^-1的300多倍，故月浓度变化12月最高，1月最低. 从图4中月变化的趋势来看，Fe、 Al变化相同均是1月>2月>12月; Ca、 Mg相同为12月>1月>2月; Na、 Mn变化相同为1月>12月>2月. 而其中几场特征降雨如12月27日、 1月27日及2月4日与各形态氮、 DOC、 SO₄^2-等，存在极端数值变化，则有可能与人为干扰有一定的关联.

图 4

Fig. 4

图 4 2014~2015年冬季各场降雨金属离子浓度及其月际变化 Fig. 4 Concentrations and monthly variation of trace elements in the rainfall in the winter of 2014 to 2015

图5(a)所示2014年12月穿透雨，各树种下穿透雨与大气降水各形态氮波动趋势相同，但湿地松Ⅰ各形态氮浓度变化幅度相对较大，TN浓度达28.70 mg ·L^-1，马尾松Ⅱ与雨水趋势一致，各形态氮浓度略高一些. 同场降雨情况下，湿地松Ⅰ、 Ⅱ对雨水浓度改变相对较大，阔叶林和马尾松Ⅰ次之. 另外，在2014年12月的降雨中，各树种除马尾松Ⅰ外硝态氮浓度均高于铵态氮，说明大气降雨经过马尾松Ⅰ冠层淋洗后NH₄⁺-N比NO₃^--N增加得更多. 2015年1月湿地松Ⅰ林下穿透雨浓度变化最大，马尾松Ⅰ和阔叶林次之; 其中马尾松Ⅱ各浓度值与雨水接近，这是由于该样地马尾松多处于幼年期，平均树高约80 cm，对雨水截留作用微弱. 与雨水规律不同的是各树种的NH₄⁺-N浓度均大于NO₃^--N浓度，湿地松Ⅰ尤为明显[图5(b)]. 各树种TN浓度均小于雨水，并且桔园消减最明显，说明雨水经过树林颗粒态被明显吸收. 图5(c)为2015年2月降雨，与前两个月降雨不同，桔园的各形态氮浓度有明显增加，TN和DTN浓度仅次于湿地松Ⅰ，NH₄⁺-N浓度最高而NO₃^--N浓度最低，TN经过各树种均有明显的吸收作用，浓度值均低于大气降水. 与图2(d)相比，桔园，阔叶林对NO₃^--N有明显的吸收作用，湿地松Ⅰ、 Ⅱ通过雨水淋洗NO₃^--N浓度增加. NH₄⁺-N、 DTN通过各林种浓度都有明显增加.

图 5

Fig. 5

图 5 林下穿透雨各形态氮浓度变化 Fig. 5 Variation in concentrations of different forms of nitrogen in through fall

图6为雨水与林下C、 P、 S浓度变化对比，图6(a)为DOC浓度变化特征，冬季3个月的降雨各树种均呈现离释作用，12月和2月波动幅度较大，1月波动较小. 图6(b)所示TP浓度变化特征，除2015年1月为吸收作用外，其余2个月的穿透雨均呈现离释作用. 阔叶类(桔园和阔叶林)离释作用尤其突出. 图6(c)为SO₄^2-的变化特征，在12月的降雨中，各树种林下穿透雨均为吸收作用，2015年1月各树种浓度变化不明显，2月降雨仅马尾松Ⅱ呈现离释作用其它林种均为吸收作用. 综上，不同月份的时段，林种间养分浓度变化存在差异的，2015年1月除TP外，C、 S浓度变化幅度均不明显，12月各元素浓度波动幅度最大，2月次之.

图 6

Fig. 6

图 6 林下穿透雨DOC、 TP、 SO42-浓度变化 Fig. 6 Variation of DOC, TP, SO42- concentrations in through fall

图7为冬季林下穿透雨金属离子浓度变化，其中Na离子2014年12月浓度最大，各林种穿透雨浓度较雨水均有增幅且湿地松Ⅱ增幅最大[图7(a)]. 2015年1月，各林种Na浓度呈现减小趋势.2015年2月增幅幅度小，且与12月不同，增幅最大的林种为阔叶林. 图7(b)为Al离子浓度变化，可见2014年12月各林种均有明显增幅，尤其是阔叶林和湿地松Ⅰ. 2015年1月各树种差异性不大，主要呈现吸收作用. 2015年2月大气雨水经过各树种林冠淋洗Al离子浓度均有增加. 图7(c)为Fe元素浓度变化，2015年1月大气降水经过各林种Fe元素浓度均减小，而2015年2月Fe元素浓度在桔园和阔叶林浓度增长十分明显，浓度分别达到0.44 mg ·L^-1和0.33 mg ·L^-1. 图7(d)，冬季降雨除12月外K元素浓度经过林冠淋溶后浓度均有增加，其中2015年2月桔园和阔叶林增加幅度最大，K离子浓度最高为23.75 mg ·L^-1. Ca、 Mn、 Mg均呈现相同规律，冬季的大气降雨经过各森林冠层后，发生离释作用，浓度增加，且均是阔叶林增幅最明显. Zn元素浓度除2015年1月经各树种林冠后浓度波动不明显外，其它2个月均呈现明显的吸收作用，浓度减少幅度很大.

图 7

Fig. 7

图 7 林下穿透雨金属元素浓度变化 Fig. 7 Variation of trace elements concentrations in through fall

图8为冬季大气降水及林下穿透雨的pH变化情况，大气降雨pH小于5.6即为酸雨. 由图8(a)可知，冬季一共收集降雨10场，其中共6场降雨为酸性降雨，冬季酸雨出现频率为60%，其中2月4日pH最低为3.49. 图8(b)为各树种林下穿透雨的pH变化，大气降雨经过林冠截留后2014年12月各树种林下雨pH均下降，其中湿地松Ⅰ下降最为明显. 2015年1月各树种pH有上升，但马尾松Ⅱ和湿地松Ⅱ没有明显变化. 2015年2月马尾松Ⅱ、 湿地松Ⅰ、 Ⅱ的林下穿透雨均属酸性且下降明显. 冬季穿透桔园、 阔叶林及马尾松Ⅰ的林下雨pH变化幅度不大. 马尾松Ⅱ及湿地松Ⅰ、 Ⅱ林下一般为酸性雨.

图 8

Fig. 8

图 8 冬季大气降水及林下穿透雨pH变化 Fig. 8 The pH range of wet precipitation and through fall in winter

从对比结果可以看出，阔叶林和桔园对pH的缓冲作用比较明显，而针叶林(马尾松、 湿地松)林下穿透雨反而比大气降雨pH略低一些. 这样的结果表明不同林型的林冠对酸沉降的缓冲能力有差异，阔叶林林冠较之针叶林对污染物引起的酸沉降有更大的缓冲能力.

在千烟洲地区冬季期间，根据公式(1)计算大气降雨各养分沉降通量分列于表1，从中可知： 1月总磷及各形态氮的沉降通量均为最高，而硫酸根与DOC则12月最高，金属元素沉降通量各月相差不大. 沉降的组成成分大小顺序为SO₄^2->TN>DOC>TP; 金属元素沉降通量大小为：Zn>K>Ca>Na>Mg>Al>Fe>Mn. 流域冬季期间C、 N、 P、 S沉降负荷分别为：198.72、 422.3、 18.75、 1 427.76 kg. 由此推断，江西千烟洲地区湿沉降的主要组成是氮和硫沉降，并且冬季的酸雨发生率达60%，当地要采取减少化肥的使用、 秸秆的燃烧、 机动车使用等措施，控制酸雨的发生.

表 1(Table 1)

表 1 冬季大气湿沉降各组分沉降通量 Table 1 Deposition fluxes of wet precipitation components in winter kg ·hm-2 时间 TN DTN NH4+-N NO3--N DOC TP SO42- Na Al Fe K Ca Mn Zn Mg 2014年12月 1.51 0.64 0.24 0.36 0.76 0.02 10.64 0.09 0.01 0.00 1.50 0.49 0.00 3.90 0.07 2015年1月 1.76 0.94 0.52 0.43 0.67 0.14 2.08 0.10 0.03 0.03 0.12 0.37 0.01 0.04 0.05 2015年2月 1.04 0.59 0.29 0.30 0.60 0.02 1.85 0.06 0.01 0.01 0.05 0.21 0.00 1.23 0.02

表 1 冬季大气湿沉降各组分沉降通量 Table 1 Deposition fluxes of wet precipitation components in winter

大气降雨经过林冠后，林冠不仅对降雨进行了截流再分配，同时还伴随着元素的吸附、 吸收、 利用、 淋洗和淋溶等过程，从而改变了大气降水中各元素的浓度^{[23, 24, 25]}. 雨水中各成分的沉降通量及沉降负荷都发生改变. 表2表明降雨经过各树种树冠后，降水中组成沉降通量发生了改变，而且在不同树种中发生的变化情况不同，说明不同树种的树冠有不同的选择性吸收作用与交换特点.

表 2(Table 2)

表 2 森林林冠截留作用下大气降雨沉降通量增幅百分比 Table 2 Increment percentage of deposition fluxes of rainfall under interception by forest canopy % 时间 树种 TN DTN NH4 NO3 DOC TP SO42- Na 2014年12月 桔园 54.39 89.21 126.81 80.49 147.03 158.77 -56.35 83.94 阔叶林 109.30 194.48 226.98 206.97 769.21 250.88 -33.86 88.36 马尾松Ⅰ 104.88 154.52 260.14 117.77 521.45 202.63 -60.83 87.28 马尾松Ⅱ 52.73 42.04 73.19 38.79 149.28 14.04 -59.99 27.17 湿地松Ⅰ 137.58 297.47 366.93 302.96 843.49 90.79 -35.56 114.86 湿地松Ⅱ 61.15 154.65 176.01 101.39 578.31 79.82 -46.53 2 378.02 2015年1月 桔园 -62.71 -37.00 -36.55 -38.43 18.41 -72.01 -9.09 -40.88 阔叶林 -51.88 -20.07 -3.02 -41.66 120.61 -54.50 3.72 -34.33 马尾松Ⅰ -55.27 -21.13 -9.08 -36.70 76.83 -67.82 -27.33 -33.13 马尾松Ⅱ -47.15 -2.81 -4.68 -1.96 18.17 -82.55 -23.66 -14.81 湿地松Ⅰ -28.41 30.12 52.42 1.53 82.73 -64.90 2.28 -15.78 湿地松Ⅱ -56.14 -22.64 -23.55 -22.65 117.47 -86.67 -15.97 -6.20 2015年2月 桔园 4.50 74.19 179.77 -52.95 740.85 180.83 41.07 52.61 阔叶林 61.83 26.69 104.56 -52.68 690.29 2979.28 62.10 116.70 马尾松Ⅰ -24.33 18.91 35.32 -0.21 181.75 -9.88 14.30 48.33 马尾松Ⅱ -9.50 51.48 103.93 -4.32 68.61 120.08 -12.76 65.74 湿地松Ⅰ 14.67 101.92 133.34 61.09 129.21 19.18 27.83 87.56 湿地松Ⅱ -18.33 32.46 33.27 31.05 171.18 63.64 5.52 52.84 时间 树种 Al Fe K Ca Mn Zn Mg 2014年12月 桔园 863.50 60.83 -33.53 224.21 851.33 -99.23 243.70 阔叶林 2 302.28 547.33 18.78 327.75 4 164.33 -98.90 657.27 马尾松Ⅰ 1 303.67 254.33 -14.02 166.03 2 253.67 -99.02 276.79 马尾松Ⅱ 670.94 515.33 28.14 59.89 462.83 -98.92 80.10 湿地松Ⅰ 2 739.17 1 835.25 -19.64 380.46 1 783.63 -97.47 326.45 湿地松Ⅱ 1 321.28 603.50 18.75 116.11 720.58 -98.89 165.08 2015年1月 桔园 -49.91 -91.57 280.36 44.31 202.13 -33.67 56.38 阔叶林 -39.80 -90.53 390.38 21.07 1132.73 -62.70 255.70 马尾松Ⅰ -51.15 -88.23 161.61 -20.05 640.87 -35.28 72.12 马尾松Ⅱ -7.13 -30.58 -25.78 -21.86 187.87 -7.33 1.39 湿地松Ⅰ -26.00 -76.65 157.34 10.19 416.00 -13.80 55.39 湿地松Ⅱ 15.73 -70.20 137.76 5.45 574.87 5.76 55.30 2015年2月 桔园 133.80 302.82 5 175.26 390.56 322.11 -98.15 1 639.14 阔叶林 119.93 195.67 5177.78 379.26 3740.78 -99.00 2 072.11 马尾松Ⅰ 65.87 -65.48 1 076.30 129.24 2 306.89 -97.18 596.26 马尾松Ⅱ 23.70 -41.94 376.67 57.64 601.00 -97.77 203.26 湿地松Ⅰ 246.87 -9.82 575.04 103.68 842.33 -96.22 263.91 湿地松Ⅱ 195.63 -26.00 521.93 108.97 874.78 -95.30 274.12 1)正值为离释作用，负值为吸收作用

表 2 森林林冠截留作用下大气降雨沉降通量增幅百分比 Table 2 Increment percentage of deposition fluxes of rainfall under interception by forest canopy

在2014年12月大气降雨经过各树种林冠截留后，SO₄^2-、 Zn具有明显的吸收作用，Zn离子吸收率高达97%以上. K元素吸收或离释作用树种间存在差异. 对于非金属养分，林冠的离释作用大小为：DOC>NH₄⁺-N>NO₃^--N>DTN>TP>TN，金属离子离释作用大小为：Mn>Al>Fe>Na>Mg>Ca. 树种之间，针叶林(马尾松、 湿地松)林密度大的离释和吸收能力比林密度小的更强; 阔叶林(木荷)比桔园离释和吸收能力更强，这与树叶面积及树高均有关. 2015年1月只有Mn>K>Mg>DOC>Ca这5种营养组分表现为离释作用，而其他组分均表现为明显的吸收作用，原因可能为2015年1月雨水本身浓度较高，在经过林冠后被吸收，导致林下穿透雨浓度低于大气降水. 吸收作用强弱顺序为：Fe>TP>TN>Al>Zn>Na>NO₃^--N>DTN>SO₄^2->NH₄⁺-N. 树种之间，阔叶类与针叶类在(NH₄⁺-N、 Ca、 NO₃^--N)等表现明显不同，其它养分差异性不大. 从表2中看(2015年2月)，除Zn以97%表现为明显的吸收作用外，大部分化学指标表现为离释作用，沉降通量增幅情况为：K>Mn>Mg>TP>DOC>Ca>Al>NH₄⁺-N>Na>DTN>SO₄^2-. NO₃^--N、 TN、 Fe这3种养分在各树种间存在差异，Fe与TN均为阔叶类为离释作用而针叶类为吸收作用，而NO₃^--N只有湿地松呈现离释作用.

大气降雨中的元素是完全可溶的，植物无须经过复杂的分解过程，可以直接吸收利用，因此，大气降雨具有加速植物生长和促进养分循环的重要作用^[23]. 在本研究中，各树种对DOC、 TP、 DTN、 NH₄⁺-N、 Ca、 Mg、 Mn存在明显的离释作用，而对TN、 SO₄^2-、 Zn有一定的吸收作用，而对于NO₃^--N、 K、 Fe、 Na则两种作用交替出现. 研究发现，研究区森林对颗粒态氮(PN)有明显的吸收作用，并且马尾松对NO₃^--N、 SO₄^2-均有较强的吸收作用，可以大量种植，改善酸雨造成的土壤酸化.

林下穿透雨的空间差异性大，阔叶和针叶差别较大，枝叶郁闭程度越高，穿透雨可淋洗物质越多，相应的元素浓度越高; 相同场次的降雨，不同林木产生的穿透雨体积有差异，一般为水量越大，水化学浓度越低. 本研究仅对冬季林下穿透雨进行研究，在短期内水化学性质变化的规律不明显，不能代表研究区的总体变化规律. 由此可知，有关大气降水的水质变化应该进行长期监测研究，积累长期的数据，进一步研究森林与降水的关系问题，可为研究生物地球化学循环过程提供依据.

(1)2014~2015年冬季期间江西千烟洲地区湿沉降的主要组成是氮和硫沉降，且冬季酸雨发生率约为60%，N、 C、 P、 S沉降通量分别为：4.31、 2.03、 0.19、 14.57 kg ·hm^-2.

(2)冬季大气降雨中金属元素浓度差异较大，最高为Zn元素平均浓度为14.46 mg ·L^-1，冬季沉降通量为5.17 kg ·hm^-2; 最小为Mn元素平均浓度仅为0.04 mg ·L^-1，沉降通量为0.01 kg ·hm^-2，其它痕量元素冬季沉降通量排序为K(1.67 kg ·hm^-2)>Ca(1.07 kg ·hm^-2)>Na(0.25 kg ·hm^-2)>Mg(0.13 kg ·hm^-2)>Al(0.05 kg ·hm^-2)>Fe(0.04 kg ·hm^-2).

(3)森林林冠对DOC、 TP、 DTN、 NH₄⁺-N、 Ca、 Mg、 Mn存在明显的离释作用，而对TN、 SO₄^2-、 Zn有一定的吸收作用，而对于NO₃^--N、 K、 Fe、 Na则两种作用交替出现.

(4)冬季林下穿透雨中，各林种间营养组分及痕量元素增幅比例存在差异，阔叶类的林下穿透雨各浓度增加幅度比针叶类明显. 其中，阔叶林(木荷)对TP、 DOC、 Al、 K、 Mg离释作用最强，沉降通量增幅率分别为1 058.55%、 526.70%、 794.14%、 1 862.32%和995.03%，对Zn元素吸收能力最强达86.87%; 马尾松对SO₄^2-和NO₃^-吸收作用最明显，吸收率达到28.38%和10.83%，对酸雨有一定的缓冲作用.