Dieback in tropical montane forests of sri lanka

Yüklə 4,06 Mb.
Pdf görüntüsü
ölçüsü4,06 Mb.
1   2   3   4



Field observations of this study indicated that forest 

dieback was significantly higher in slope areas of the 

Hakgala SNR facing strong winds. Also it was 

noticed that strong monsoonal winds impact the 

forest canopy by causing the shedding of a 

considerable amount of plant leaves. This study 

proves the presence of high extractable Mn, Fe, Al 

and Pb levels in upper montane forests of Hakgala 

SNR. It is noteworthy to record higher extractable Pb 

and Al values on slopes, where the dieback is more 

intense than on flat areas. Except for some individual 

species, no common significant correlation could be 

observed between intensity of unhealthiness and any 

of the studied elements. The study found toxic levels 

of Al and Pb in plant leaves of certain species. 


 Both leaf Fe and Mn contents do not show any 

significant relationship with unhealthiness. Also there 

is no possible mechanism to explain the enhancement 

of toxic effect of Mn and Fe derived from underlying 

rocks which triggers the forest dieback during the last 

three to four decades.  Further, plants do not show 

symptoms related to Mn and Fe toxicity. Although no 

direct common relationship between leaf Al level and 

health of the studied plants could be established, 

stresses imposed on plants by high Al contents in 

trees and soils cannot be neglected. The high Al 

contents in the leaves of dying plants belonging to the 

most dieback susceptible species is a clue for 

possible Al toxicity. Increased soil acidity (pH 4.4  to 

5.7) can trigger the dissolution of toxic Al


ions in 

underlying rocks and soils to make them readily 

available for uptake by plants. Also the impact of the 

recorded toxic concentrations of Pb in plants cannot 

be ruled out even though there is no direct common 

relationship between plant Pb levels and dieback 

intensity, which could be expected due to 

modification of Pb absorption in plants after the 

commencement of dying back process. However, an 

increase in Pb levels in Calophyllum walkeri, 

Cinnamomun ovalifolium  and Syzigium 

rotundifolium which are highly susceptible for 

dieback is noteworthy. Such an increase could not be 

observed in plants belonging to low dieback 

susceptible species.  Increased Pb levels in soils on 

slope areas, differences between total and extractable 

soil Pb levels, amounts of washable Pb levels on 

plant leaves before and after the banning of Pb 

containing gasoline usage and Pb levels in plants 

from different parts of the country suggest air 

pollution as the main Pb source in montane forests. 

Strong monsoonal winds as well as transboundary 

effects could be responsible for bringing Pb from the 

industrialized western province of the country. Also 

there is a possibility of Pb transport from 

industrialized South Indian cities. Pot studies are 

suggested as the next step for dieback research to 

understand the toxic threshold levels of different 

plant species for Al and Pb.  Further studies have to 

be carried out to identify the atmospheric pollutant 






The Faculty of Natural Science Research Grant 

(2006) of the Open University of Sri Lanka provided 

financial assistance for the field work and chemical 

analyses. Thanks also go to the Wildlife Department 

of Sri Lanka for granting permission for sampling at 

the Hakgala Strict Nature Reserve. Chemical 

analyses were done at the Geological Survey & 

Mines Bureau in Sri Lanka. We wish to thank Ms. 

Elizabeth Fein of Kent State University for her kind 

support in editing the manuscript.  





Adams, F. and Moore, B.L., 1983. Chemical factors 

affecting root growth in subsoil horizons of 

Coastal Plain soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 47: 99–


Adikaram, N.K.B. and Mahaliyanage, T.D., 1999. 

Study of Phytosociology and Forest Health, Final 

Report, Horton Plains Forest Dieback Research 

Project, University of  Peradeniya. 22-122.  

Aksoy, A. and Şahin, U., 1999. Elaeagnus 

angustifolia L. as a biomonitor of heavy metal 

pollution,  Tr. J. of Botany, 23:83-87. 

Alva, A.K., Asher, C.J. and Edwards, D.G., 1986a. 

The role of calcium in alleviating aluminum 

toxicity. Aust. J. Agric. Res. 37:375–382. 

P.N. Ranasinghe et al.  Tropical Montane Forests Dieback of Sri Lanka




Alva, A.K., Blamey, F.P.C. and Edwards, D.G., 

1986b. An evaluation of aluminum indices to 

predict aluminum toxicity to plants grown in 

nutrient solutions. Com. Soil Sci. Plant Anal. 

17:1271– 1280. 

Álvarez, E.M.L., Fernández-Marcos,  Monterroso, C. 

and  Fernández-Sanjurjo, M.J., 2005. 

Application of aluminium toxicity indices to 

soils under various forest species. Forest Ecology 

and Management 211(3):227-239. 

Balakrishnan, N., and Muller–Dombois, D., 1984. 

Nutrient studies in relation to habitat types and 

canopy dieback in the montane rain forest 

ecosystem, Island of Hawaii, Pacific Science, 


Baker, D.E., and Chesnin, L., 1975. Chemical 

monitoring of soils for environmental quality and 

animal and human health. Advan. Agron., 


Bowen, H.J.M., 1979. Environemntal chemistry of 

the elements, Academic Press London, 333p. 

Chandrajith, R., Koralegedara, N.,  Ranawana, K. B. , 

Tobschall, H. J. and  Dissanayake, C. B.,  2009. 

Major and trace elements in plants and soils in 

Horton Plains National Park, Sri Lanka: an 

approach to explain forest die back, Envirn. 

Geol. 57:17–28. 

Clements, H.F., and Putman, E.W., 1971. Soil 

toxicities in Hawaiian soils. In: Recent Advances 

in Plant Nutrition, vol. ii (Ed. by R. M. Samish), 

Gordon and Breach Publ., New York, 535-546. 

Cooray, P.G., 1994. The Precambrian of Sri Lanka: a 

historic review. Precam. Res. 66:3-18. 

De Rosayro, R.A., 1946. The montane grasslands 

(patanas) of Ceylon. 2,3,4. Tropical Agricul. 

102:4-16, 102:81-94, 102:139-148. 

Drabek O.,  2005. Comparison of water-soluble and 

exchangeable forms of Al  in acid forest soils. 

Journal of Inorganic Biochemistry 99, (9):1788-


El-Jaoual, T., and Cox, D.A., 1998. Manganese 

toxicity in plants. J. Plant Nutrition 21:353-386. 


Erel Y., Axelrod, T., Veron, A., Mahrer, Y., 

Katsafados, P. and Dayan, U., 2002. 

Transboundary atmospheric lead pollution. 

Environ Sci Technol, 36: 3230-3233. 

Feng, J.M., 2000. Role of organic acids in 

detoxification of aluminum in higher plants. 

Plant Cell Physiol. 41:383–390. 

Foy, C.D., Chaney R.L. and  White, M.C., 1978. The 

physiology of metal toxicity in plants. Annual 

Review of Plant Physiology 29:511-566. 

Foy, C.D., Scott, B.J. and  Fisher, J.A., 1988. Genetic 

differences in plant tolerance to manganese 

toxicity. In: Graham RD, Hannam RJ, Uren NC 

(Eds.), Manganese in Soils and Plants. Kluwer 

Academic Publishers, Dordrecht, 293-307. 

Geological Survey & Mines Bureau, 1997. 1:100,000 

Geology provisional map series: Sheet no. 17, 

Nuwara Eliya – Haputale 

Gunawardana, E.R.N., Calder, I.R., Rosier, P.T.W. 

and Chandrasiri, N., 1988. Hydrological 

importance of Horton Plains National Park. 

(Gunasena H.M.D. ed).  Proceedings of the Final  

Workshop, University of Peradeniya–Oxford 

Forestry Institute link project. 45-63. 

Haiyan, W. and Stuanes, A.O., 2003. Heavy metal 

pollution in air-water –soil-plant system on 

Zhuzhou city Hunan province, China, Water air 

and soil pollution, 147:79-107.  

Hauck, M., Jung, R. and  Runge, M., 2001. 

Relevance of element content of bark for the 

distribution of epiphytic lichens in a montane 

spruce forest affected by forest dieback, 

Environmental Pollution, 112:221-227. 

Hauck, M. and, Runge M., 1999. Occurrence of 

pollution sensitivity epiphytic lichens in 

woodlands affected by forest decline, a new 

hypothesis. Flora 194:159-168.  

 Haug, A. and Vitorello, V., 1996. Aluminium 

coordination to calmodulin: Thermodynamic and 

kinetic aspects. Coord. Chem. Rev. 149:113-124. 

Heliotis, D.F., Karandinos, M.G. and Whiton, J.C., 

1988. Air pollution and the decline of the fir 

forest in Parnis National Park, near Athens, 

Greece, Environmental Pollution 54:29-40.  

Hoffmann, T.W., 1988. The Horton Plains, Good and 

Bad news. Loris 18(1):4-5. 

Jayasekara, R., 1992. Elemental concentrations in a 

tropical montane rain forest in Sri Lanka, 

Vegetatio 98:73-91. 

Jayasekara, R. and Rossbach, M., 1996. Background 

levels of heavy metals in plants of different 

taxonomic groups from a montane rain forest in 

Sri Lanka. Environ. Geochem.  Health 18:55-62. 

Lucassen, E.C.H.E.T.,  Smolders, A.J.P. and 


Roelofs,  J.G.M.,  2000.  Increased groundwater 

levels cause iron toxicity in Glyceria fluitans 

(L.). Aquatic Botany 66(4):321-327. 

Logan, T. and Miller, R.H., 2007. Background levels 

of heavy metals in Ohio farm soils, Research 

circular, Ohio State University 275-283. 

Kim, S.A. and Guerinot, M.L., 2007. Mining iron: 

Iron uptake and transport in plants. FEBS letters 


Kinirade, T.B., 1991. Identity of the rhizotoxic 

aluminum species. Plant Soil 134:167-178. 

Kitao, M., Lei, T.T., Nakamura, T. and Koike, T., 

2001. Manganese toxicity as indicated by visible 

foliar symptoms of Japanese white birch (Betula 

platyphylla var. japonica). Environmental 

Pollution 111(1):89-94.  

Martin, M.H., 1968. Conditions affecting the 

distribution of Mercurialis perennis L. in certain 

Cambridgeshire woodlands. J. Ecol. 56:111-191. 

Panabokke, C.R., 1996. Soils and agro ecological 

environments of Sri Lanka, Natural Resources 

Energy and Science Authority of Sri Lanka. 

Perera, W.R.H., 1978. Totupolakanda an 

environmental disaster? Sri Lanka Forester 


Journal of Geological Society of Sri Lanka Vol. 13 (2009), 23-45 


Petereson, P.J., 1962.  Mineral nutrition of Agathis 

australis Salisb., the kauri. Part 1 Effects of 

deficiencies of essential elements on the growth 

and foliar mineral composition of seedlings, New 

Zealand  J. Sci. 5:141-164.  

Ranasinghe, P.N. and Dissanayake, C.B., 2003. 

Elevated lead levels: A possible factor behind the 

forest dieback of Montane forests in Sri Lanka ?, 

J. Phys. 1V France 107. 

Ranasinghe, P.N., Siriwardana, Y.P.S. and 


Vanasinghe. V., 2007. Heavy metal pollution of 

drainage network of Colombo city and suburbs 

of Sri Lanka, J Geol. Soc. Sri Lanka 12:36-52. 

Ranasinghe, P.N., Dissanayake, C.B., Samarasinghe, 

D.V.N. and Galappatti, R., 2007. The 

relationship between soil geochemistry and 

dieback of montane forests in Sri Lanka: a case 

study. Environ Geol 51(6):1077-1088.  

Ranasinghe, P.N., Fernando, G.W.A.R., 


Dissanayake,  C.B. and Rupasinghe, M.S., 

(2008), Stream Sediment Geochemistry of the 

Upper Mahaweli River Basin of Sri Lanka - 

Geological and Environmental Significance, J. 

Geochem. Explor., 99:1-28.  

Ranawana, K.B., 1999. Damage by Herbivores, 

Seedling Regeneration and Extent of Dieback, 

Final report, Horton Plains Forest Dieback 

Research Project, University of Peradeniya. 123-


Ranawana, K.B., Chandrajith, R.L.R. and  Adikaram, 

N.K.B., 2007. Follow up study of forest dieback 

in Horton Plains National Park, Final Report, 

PAM&WCP/DWC/ Research/13, Faculty of 

Science, University of Peradeniya. 

Soltanpour, P.M. and Schwab, A.P., 1977 A. new soil 

test for simultaneous extraction of macro and 

micro nutrients in alkaline soil. Commun Soil 

Sci Plant Analysis, 195–207. 

Steinen, H. and Bauch, J., 1988. Element content in 

tissues of spruce seedlings from hydroponic 

cultures simulating acidification and 

deacidification, Plant soil 106:231-238. 

Truman, R.A., Humphreys, F.R. and Ryan, P.G., 

1986. Effects of varying solution ratios of Al to 

Ca and Mg on the uptake of phosphorous by 

Pinus radiata. Plant Soil  96:109-123. 

Vitorello, V.A., Capaldi, F.R. and Stefanuto, V.A., 

2005. Recent advances in aluminum toxicity and 

resistance in higher plants. Braz. J. Plant Physiol. 

[online] 17 (1). 

Wedepohl, K.H., 1978. Lead – Biogeochemistry, In  

Wedepohl, K.H. (Ex. Ed), Hand book of 

Geochemistry, vII/5 Springer-Verlag, 82:1-5. 

Werner, W.L., 1982. The upper Montane forest of Sri 

Lanka. The Sri Lanka forester. 15:119-135.  

Werner, W.L., 1988. Canopy dieback in the upper 

Montane rin forests of Sri Lanka. Geojournal 

17(2): 245-248. 

Werner, L. and Balaasubramanium, S., 1992. 

Structure and dynamics of the upper montane 

rain forest of Sri Lanka, Tropical Forests in 


Wijesundara, D.S.A., 1991. Phytosociology of a 

Montane Forest in Sri Lanka. M.Phil. Thesis. 

University of Peradeniya. 





Yüklə 4,06 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4

Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2020
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə