冠层降水再分配驱动生态系统养分富集:机制、数量与模式

降水经冠层拦截后被再分配为穿透雨、树干茎流和截留损失,大量元素随之汇入土壤,影响土壤微生物群落结构、植株个体生存,乃至植物群落演替,构成了连接大气、叶际和根际的关键生态过程.然而,较之降水再分配水文过程,缺乏对其养分富集效应的充分认识.本文以冠层降水再分配驱动养分富集为主题,整理2000~2022年Web of Science和中国知网数据库1020篇论文中关键离子K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH_(4)^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)的浓度和淋溶系数,总结养分富集机理,对比了全球不同干湿区、温度带、植被和生态系统类型的养分富集特征.结果显示,树干茎流平均离子浓度(6.13mg L^(-1))约2.1倍于穿透雨,二者SO_(4)^(2-)(12.45和6.32mg L^(-1))和Cl^(-)(9.21和4.81mg L^(-1))浓度最高,K^(+)(13.7和5.8)和Mg^(2+)(5.6和2.8)淋溶系数普遍最大.极湿润区穿透雨和树干茎流离子浓度最低,但淋溶系数最高;冷温带离子浓度最高,淋溶系数随温度增长无明显规律.灌木、针叶植物、混交林、人工生态系统离子淋溶系数1.1至3.0倍于乔木、阔叶植物、纯林、自然生态系统.当前研究多关注自然生态系统中阔叶乔木的冠层截留,建议未来研究重视养分富集能力更强的灌木、针叶植物和人工生态系统,结合土壤水分动态分析,综合评估降水再分配对养分过程、格局乃至全球陆地植被系统养分收支的影响.