华南植物园环境退化与生态恢复研究领域温达志、旷远文、孙芳芳、李炯等科研人员,在国家自然科学基金项目、中科院珠江三角洲环境污染与控制研究中心基地创新经费的资助下,针对珠江三角洲快速城市化进程中酸沉降及重金属污染对森林群落和生态环境带来严重威胁等问题,以城市工业污染区和远郊相对清洁区的代表性森林生态系统为对象,借助树木年代学与年轮化学、根区土壤化学及稳定同位素化学等研究手段,探讨了污染指示元素的年代变化、空间分异及其与多环境指标的关联性,取得重要进展。
迄今,取得的成果包括:(1) 揭示了珠江三角洲污染区马尾松生长自1980s后期开始出现严重持续衰退;大气酸沉降及伴随的土壤酸化、盐基离子淋溶和铝活化是导致衰退的重要贡献因子;(2) 针叶及根区土壤中S、重金属含量反映了城乡梯度上环境质量变化,污染潜在风险及森林衰退已由城区向远郊扩展;(3) 通过树轮中硫含量的年代划分及特定经济指标分析,重建了研究地大气酸污染历史;(4) 基于树轮中酸污染指示元素及元素摩尔比再现了土壤酸化的历史情景,且元素摩尔比指标较单一指示元素浓度更合理有效;(5) 马尾松年轮重金属(Pb, Cu, Cr)浓度及浓度指数自1980s后上升最快,与改革开放后快速工业化和城市化进程中大气沉降和土壤中重金属浓度增加时期吻合一致;(6) 基于污染元素在针叶不同部位中的积累或分布存在差异的假设,区分针叶叶鞘、叶基部、中部和叶尖分别进行采样和化学分析,研究结果证明了叶鞘比完整针叶及针叶任何其它部位都更能反映污染的真实状况,更有效地用作大气污染的生物指示器;(7)基于污染元素在内、外树皮中的积累或分布存在差异的假设,证明了失去活力的外树皮较保持活力的内树皮对酸沉降、重金属沉降的指示意义更有效。研究结果不仅为我国酸污染地区生态系统健康评价、森林衰退机制的深入研究提供了科学依据和实证,而且为认识快速城市化、工业化过程中的环境质量演变提供常规环境监测途径难以获得的大量数据资料。
相关研究成果已分别登载在《Environ Sci Pollut Res》, 《Environ Pollut》, 《For Ecol Manag》, 《Ann For Sci》,《Environ Monit Assess》,《Front For Chin》等国际学术期刊。