重要水源地水源涵养林在化学防护过程中对污染物的净化过程、机理及调控研究

关于水源涵养林管护过程中喷洒、施放的各类杀虫剂、农药等药剂在使用过程中对水源地水质造成的影响，以及水源涵养林对于这些药剂净化过程的内在运行机制和净化能力方面的研究国内还罕有报导。本项目将以黑龙江省重要水源地的水源涵养林为研究对象，根据已采取的喷洒、烟雾及施放药剂等不同管护措施，从生态系统水平上研究污染物在大气-水-植物-凋落物-土壤-微生物之间的净化过程及内在联系，将整个森林生态系统当作一个过滤器研究其对污染物净化缓冲作用和功能，探讨其对污染物的自然净化机理。从而初步了解水源地水源涵养林对森林管护过程中使用的化学药剂的净化过程、机理和能力，为水源涵养林在管护过程中使用药剂的类型、用量和施用范围等方面提出建议，为全面水源涵养林生态环境安全性、改善区域水资源质量提供科学依据，对制定区域性和流域的水质保护规划、控制措施具有重要意义。

关于水源涵养林管护过程中施用药剂对水源地水质造成的影响，以及水源涵养林对于这些药剂净化过程的研究国内还罕有报导。近年来黑龙江省二龙山库区水源涵养林分月扇舟蛾虫害频繁发生，施用高效氯氟氰菊酯对其进行了防护。项目组利用BIOLOG ECO微平板监测技术与稀释平板法，结合土壤化学性质与土壤酶分析技术，研究了喷洒高效氯氟氰菊酯后土壤微生物多样性与酶活性的变化动态，以及高效氯氟氰菊酯在水源涵养林土壤层的降解情况。喷洒高效氯氟氰菊酯对土壤表层的微生物数量有很大影响；显著影响了土壤微生物的碳源利用强度；对土壤微生物群落中常见物种丰富度和利用碳底物微生物物种均一度会造成显著性影响。但是这些影响在一个月左右即可恢复，土壤深层的健康状况并未造成显著影响。针对阿什河源头水源涵养林存在的主要病害，项目组采用三种不同浓度的百菌清溶液对该地区落叶松人工林进行了防护，并以未喷洒百菌清的林分作为对照，通过采集大气降水、穿透水、树干径流、枯透水、地表径流、枯落物和土壤样品，测定其中百菌清的残留量，以及施用百菌清后对水质指标和土壤化学指标的影响，来研究水源涵养林林冠层、枯落物层和土壤层对化学药剂的吸附过程及特征。本项目在黑龙江省重要水源地的水源涵养林水文生态功能研究基础上，通过开展相关研究，了解了高效氯氟氰菊酯在水源涵养林土壤层的降解情况，高效氯氟氰菊酯对土壤微生物功能多样性和土壤酶活性的影响，以及功能微生物群和土壤理化性质的相关性。了解了百菌清在水源涵养林水、枯落物和土壤中的残留情况，对水源地水质和土壤造成的影响。确定了采用高效氯氟氰菊酯和百菌清进行化学防护时，化学药剂的使用量及安全施用范围。x在此范围内使用这两种化学药剂时，药剂的输入量不会对水源涵养林的水质和土壤造成不可逆的伤害，药剂的残留量低，在一个月左右的时间内，水质和土壤质量会慢慢恢复。既能保护水源涵养林免受病虫灾害，又能不对水源地水质造成污染。项目的相关研究结果分别在biomass and bioenergy（SCI）、水土保持学报、林业科学研究、东北林业大学学报、安徽农业科学、森林工程等国内外期刊发表论文6篇，已接收论文1篇，正在投稿中2篇。获得已授权国家专利2项。提交结题报告1份，完成了预期研究结果。