北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

水土平衡:半干旱环境中原位不饱和地区水稳定同位素(2H 和 18O)的测量

日期: 2016-03-25
浏览次数: 58

水土平衡:半干旱环境中原位不饱和地区水稳定同位素(2H 和 18O)的测量

摘要:
      在纳米比亚Cuvelai–Etosha半干盆地采用液体水同位素分析仪(LGR可调节离轴积分腔输出光谱技术)及商用土壤气体探头测量土壤水分的稳定同位素(氘,2H, oxygen-18, 18O)。结果证实了原位测量土气水分稳定同位素的可行性。在研究区域获得了合理而准确的高时空分辨率数据。测量结果与低温真空萃取及后腔衰荡激光光谱学同位素分析的实验室数据一致。
      在2014年6月-10月连续两次野外活动经过140次测量,原位同位素数据的漂移和跨度修正后的精度分别为:δ2H:1.8,δ18O:0.48 ‰ 。使用质量检查标准得到平均测量准确结果分别为δ2H :5 ,δ18O :0.3 ‰。定量同位素剖面深度来计算土壤水分平衡。水蒸发量占总地表水蒸发量72-92%。降雨后蒸发量立即降低至35-50%范围。激光光谱仪的原位系统存在与环境条件相关的潜在局限性,可通过使用温度调节室最小化。而且使用烘箱预先干燥的土壤原料,土壤的理化性质(即粘土矿物)可能会使系统适用性受到限制。通过改良校准程序以及进一步研究影响土壤水分同位素比值的数据,可减少原位系统的不确定性,尤其在低含水量条件下。此外,无法从数据推断出土壤呼吸二氧化碳对根区同位素值的影响。

引用文献:

Gaj, M., Beyer, M., Koeniger, P., Wanke, H., Hamutoko, J., and Himmelsbach, T.: In situ unsaturated zone water stable isotope (2H and 18O) measurements in semi-arid environments: a soil water balance, Hydrol. Earth Syst. Sci., 20, 715-731, doi:10.5194/hess-20-715-2016, 2016.

 
【英文】
In situ unsaturated zone water stable isotope (2H and 18O) measurements in semi-arid environments: a soil water balance
Marcel Gaj1,2, Matthias Beyer1, Paul Koeniger1, Heike Wanke3, Josefina Hamutoko3, and Thomas Himmelsbach1 1Federal Institue for Geosciences and Natural Resources (BGR), Stilleweg 2, Hanover, Germany
2Chair of Hydrology, Faculty of Environment and Natural Resources, University of Freiburg, Fahnenbergplatz, 79098 Freiburg, Germany
3Department of Geology, University of Namibia (UNAM), Windhoek, Namibia
 
Received: 01 Apr 2015 – Published in Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss.: 23 Jun 2015
Revised: 22 Dec 2015 – Accepted: 25 Jan 2016 – Published: 17 Feb 2016
 
Abstract.
Stable isotopes (deuterium, 2H, and oxygen-18, 18O) of soil water were measured in the field using a liquid water isotope analyzer (tunable off-axis integrated cavity output spectroscope, OA-ICOS, LGR) and commercially available soil gas probes (BGL-30, UMS, Munich) in the semi-arid Cuvelai–Etosha Basin (CEB), Namibia. Results support the applicability of an in situ measurement system for the determination of stable isotopes in soil pore water. High spatial and temporal resolution was achieved in the study area with reasonable accuracy and measurements were in agreement with laboratory-based cryogenic vacuum extraction and subsequent cavity ring-down laser spectroscopic isotope analysis (CRDS, L2120-i, Picarro Inc.). After drift and span correction of the in situ isotope data, precision for over 140 measurements taken during two consecutive field campaigns (June and November 2014) was 1.8 and 0.48 ‰ for δ2H and δ18O, respectively. Mean measurement trueness is determined using quality check standards and was 5 and 0.3 ‰ for δ2H and δ18O, respectively. The isotope depth profiles are used quantitatively to calculate a soil water balance. The contribution of transpiration to total evapotranspiration ranged between 72 and 92 %. Shortly after a rain event, the contribution of transpiration was much lower, at 35 to 50 %. Potential limitations of such an in situ system are related to environmental conditions which could be minimized by using a temperature-controlled chamber for the laser spectrometer. Further, the applicability of the system using previously oven-dried soil material might be limited by physicochemical soil properties (i.e., clay minerals). Uncertainty in the in situ system is suggested to be reduced by improving the calibration procedure and further studying fractionation effects influencing the isotope ratios in the soil water, especially at low water contents. Furthermore, the influence of soil-respired CO2 on isotope values within the root zone could not be deduced from the data.

Citation: Gaj, M., Beyer, M., Koeniger, P., Wanke, H., Hamutoko, J., and Himmelsbach, T.: In situ unsaturated zone water stable isotope (2H and 18O) measurements in semi-arid environments: a soil water balance, Hydrol. Earth Syst. Sci., 20, 715-731, doi:10.5194/hess-20-715-2016, 2016.


News / 相关新闻 More
2024 - 04 - 18
大兴安岭地处中国东北,这里的气候寒冷干燥,冬季漫长而严寒,夏季则短暂而凉爽,适宜白桦的生长。亭亭白桦,悠悠碧空,微微南来风。春天,是大兴安岭的白桦树复苏的季节。雪融水润,大地回春,在这神秘而美丽的土地上,白桦树以其独特的水分利用能力,展现出了大自然魅力。大兴安岭南部白桦的水分利用规律及其对干旱环境的适应性本研究旨在考察大兴安岭南部天然次生林中主要植物白桦(Betula platyphylla)的水分利用模式。该调查利用氧稳定同位素技术,时间跨度涵盖2019年7月至2020年9月。东北地区研究区的位置及其森林分布(绿色)。“其他”是指林地(灰色)以外的土地利用类型。在两年的时间里,在纯白桦林内建立的 30 m × 30 m 的样地内进行了季节性田间试验。作者选择了五棵健康的白桦木,其高度和胸径接近研究区域的平均值。样地土壤剖面较浅(厚度约为 40-70 厘米)土壤采样在每月中旬无雨...
2024 - 04 - 15
中国农业发生于新石器时代。中国农业的生产结构包括种植业、林业、畜牧业、渔业和副业;但数千年来一直以种植业为主。东北地区的黑土地,是宝贵的农业资源。黑土地的土壤富含有机质,深黑色的沃土,沉甸甸的感觉让人感受到这片土地的肥沃。在现代农业生产中,科技的应用在这片沃土上也发挥着至关重要的作用,科研团队利用机载高光谱对黑土地的土壤有机质做了相关研究。使用无人机高光谱图像和小型校准数据集对田间土壤有机质进行高分辨率测绘快速获取田间尺度土壤有机质(SOM)的高分辨率空间分布对于精准农业至关重要。无人机成像高光谱技术以其高空间分辨率和时效性,可以填补地面监测和遥感的研究空白。本研究旨在测试在中国东北典型低地势黑土地区使用无人机高光谱数据(400–1000 nm)和小型校准样本集进行1 m分辨率SOM绘图的可行性。该实验在大约20公顷的土地上进行。为了进行校准,使用 100 × 100 m 网格采...
2024 - 03 - 04
有机蔬菜,是指在蔬菜生产过程中严格按照有机生产规程,禁止使用任何化学合成的农药、化肥、生长调节剂等化学物质,以及基因工程生物及其产物,而是遵循自然规律和生态学原理,采取一系列可持续发展的农业技术,协调种植平衡,维持农业生态系统持续稳定,且经过有机食品认证机构鉴定认证,并颁发有机食品证书的蔬菜产品。关于如何快速鉴别有机蔬菜与非有机蔬菜,光谱仪器的应用提供了新的思路。一起来了解一下今日推荐的文章。使用 VIS-NIR 光谱仪通过特征波长和线性判别分析法快速区分有机和非有机叶菜(空心菜、苋菜、生菜和小白菜)当前有机叶类蔬菜面临着可能被非有机产品替代以及容易脱水和变质的挑战。为了解决这些问题,本研究采用ASD FieldSpec 4 便携式地物光谱仪 结合线性判别分析 (LDA) 来快速区分有机和非有机叶菜。有机类包括有机空心菜 (Ipomoea Aquatica Forsskal)、苋菜 (Am...
2024 - 02 - 28
微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒,它们主要来源于塑料制品的磨损、降解和破碎,对环境和生态系统产生了不容忽视的影响。微塑料广泛分布在河流、湖泊、海洋等水体中,对水环境会造成污染,也可被水生生物摄取,进而在食物链中传递,最终影响到人类健康。此外,微塑料还可能影响浮游动物的摄食、生长和繁殖,从而影响整个生态系统的功能。针对微塑料是否会影响生物扰动活动,国外的一组团队展开了研究。淡水沉积物中的微塑料影响主要生物扰动者在生态系统功能中的作用 微塑料(粒径≤5mm)是塑料废物中的一部分,会通过沿海径流和河流进入到海洋。根据其密度差异,或漂浮在水中或进入沉积物中。沉积物-水界面是水中生物主要活动区,通过生物地球化学过程在生态系统功能中发挥着重要作用。这些生物地球化学过程主要由微生物活动驱动,而底栖无脊椎动物生物扰动作用明显,可凭借进食、排泄、推土、掘穴以及建造洞穴、土堆和坑等行为影响各界面间...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910499762 010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 

地址:深圳市宝安区创业二路玖悦雅轩商业裙楼3层瑞思BEEPLUS 3029室 手机:13910499772

 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开