Ann. For. Sci. 63 (2006) 887-896
DOI: 10.1051/forest:2006072

Seasonal ionic exchange in two-layer canopies and total deposition in a subtropical evergreen mixed forest in central-south China

Gong Zhang^{a, b}, Guang Ming Zeng^a, Yi Min Jiang^{a, b}, Guo He Huang^a, Jia Mei Yao^c, Ren Jun Xiang^d and Xi Lin Zhang<sup>a

a</sup>  College of Environmental Science and Engineering, Hunan University, Hunan province, Changsha 410082, China
^b  Hunan Environmental Protection Bureau, Hunan province, Changsha 410082, China
^c  Xiangya Hospital, Central-south University, Hunan province, Changsha 410083, China
^d  Hunan Research Academy of Environmental Sciences, Changsha, 410004, China

(Received 20 November 2005; accepted 9 March 2006; published online 9 December 2006)

Abstract - About 15 and 9% of rainfall were intercepted by the top- and sub-canopy layer, respectively. Although seasonal base cations concentrations in the sub-throughfall were higher than those in throughfall, the calculated base cations leached from the sub-canopy was significantly low relative to that in the top-canopy. The uptakes of H⁺ and NH₄⁺ in the top-canopy were significantly higher than the sub-canopy, suggesting that the acidity buffering processes mainly took place in the top-canopy. Annual mean dry deposition of Ca²⁺ accounted for 53.1% of its annual total deposition, which was higher than that of Mg²⁺ (28.2%) and K⁺ (29.8%). The annual dry deposition of NH₄⁺ amounted to 30.6% of its annual total deposition. The annual total deposition of base cations was similar to the total deposition of inorganic nitrogen (NH₄⁺-N, NO₃^--N), which were 26.2 and 26.5% of annual total deposition of all ions, respectively.

Résumé - Échanges ioniques saisonniers dans deux strates de la canopée et dépôts atmosphériques totaux dans une forêt mixte sempervirente sub-tropicale dans la partie centrale du sud de la Chine. Les strates supérieures et inférieures de la canopée ont intercepté respectivement environ 15 et 9 % des eaux de pluie. Même si les concentrations saisonnières en cations basiques dans les précipitations arrivant au sol (S-TF) étaient plus importantes que celles des précipitations traversant la canopée (TF), le lessivage calculé des cations basiques provenant de la partie inférieure de la canopée était significativement plus faible par rapport à celui de la partie supérieure de la canopée. Le prélèvement de H⁺ et NH4⁺ par la partie supérieure de la canopée était significativement supérieur à celui de la partie inférieure de la canopée, ce qui a suggéré que le processus de neutralisation de l'acidité intervenait principalement dans la partie supérieure de la canopée. Les dépôts secs moyens annuels de Ca²⁺ représentaient 53,1 % de ces dépôts annuels totaux, contre seulement 28,2 % pour Mg²⁺ et 29,8 % pour K⁺. Le dépôt sec annuel de NH⁴⁺ représentait 30,6 % de son dépôt annuel total. Le dépôt total annuel de cations basiques était similaire au dépôt total d'azote inorganique (NH⁺₄-N, NO₃^--N) qui représentaient respectivement 26,2 % et 26,5 % du dépôt total annuel de tous les ions.

Key words: base cations / nitrogen / throughfall / total deposition / forest

Mots clés : cations basiques / azote / précipitations traversant la canopée / dépôt total / forêt

Corresponding author: zgming@hnu.cn

© INRA, EDP Sciences 2006