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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的日子或降雨后的几天进行。每月系统采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的树木木质部水和土壤水样本,进行稳定同位素分析。成熟植物体内水的同位素组成可以反映植物水分来源的同位素组成。2019年和2020年(5月至10月)在样树上取样,每棵样树取样3个重复。使用手动螺旋钻获取土壤水样,并用封口膜密封在玻璃容器中,用于随后的同位素分析。为了减轻蒸发对同位素含量的影响,所有土壤和植物样品均被立即冷冻并储存。在 2019 年和 2020 年的整个生长季节,总共收集了 100 个降水样品,并用封口膜牢固地密封在干净的聚乙烯瓶中。然后将这些沉淀样品储存在设定为-2°C的冰箱中,直到准备好进行同位素分析。样本树的特征来自内蒙古农业大学的研究团队在北京师范大学地表过程与资源生态学国家重点实验室地理科学学院和水利部草原水利科学研究所实验中心采用全自动真空冷凝抽提系统(LI...
发布时间: 2024 - 04 - 18
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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的日子或降雨后的几天进行。每月系统采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的树木木质部水和土壤水样本,进行稳定同位素分析。成熟植物体内水的同位素组成可以反映植物水分来源的同位素组成。2019年和2020年(5月至10月)在样树上取样,每棵样树取样3个重复。使用手动螺旋钻获取土壤水样,并用封口膜密封在玻璃容器中,用于随后的同位素分析。为了减轻蒸发对同位素含量的影响,所有土壤...
发布时间: 2024 - 04 - 18
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柠条木是一种对水分需求较高的植物,它对土壤中的水分量非常敏感。而土壤有效水分和根系分布对柠条木质部水分有着重要的影响。当土壤中的有效水分不足时,柠条木的木质部水分会受到影响,导致植物生长缓慢甚至停滞。柠条木的根系通常较为发达,能够深入土壤中寻找水分。如果根系分布广泛且深入,那么柠条木就能够吸收到更多的水分,从而保持木质部的水分平衡。因此,保持土壤中的适当水分对于柠条木的生长至关重要。下面这篇相关论文,我们来一探究竟。土壤有效水分与根系分布的协调改变了柠条的水源分配稳定同位素已被广泛应用于根系水分吸收(RWU)的鉴定,通过将潜在水源分类为不同的端元,并评估其对木质部水分的贡献。然而,估计端元(主要是土层)的贡献通常仅基于土壤水同位素的变化。土壤有效水分和根系分布是RWU的关键限制因子,但在水源分配中很少考虑。基于土壤水分同位素平均值、土壤有效含水量(AWC)和根重密度(RWD)加权值,比较了不同土层对柠条RWU的相对贡献。我们使用三种贝叶斯混合模型(SIAR, simmr和MixSIAR)在三个不同土壤水条件的地点获得了这些值(分别为平均值和加权贡献)。我们计算了平均和加权贡献(DC)的差异以及DC绝对值的累积(AADC),以分析它们之间的差异及其与AWC和RWD的关系。加权和平均贡献因地点和模型而异。我们得到以下AADC值:站点1-3使用SIAR分别为27.8%和11%;使用sim...
发布时间: 2023 - 12 - 20
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太白山,是秦岭山脉最高峰,也是青藏高原以东第一高峰,如鹤立鸡群之势冠列秦岭群峰之首,以高、寒、险、奇、富饶、神秘的特点闻名于世、称雄华中。李白的“西上太白峰,夕阳穷登攀”,“西当太白有鸟道,可以横绝峨眉巅”,形象地将太白山的雄峻高耸烘托而出。如今,更是有不少中外游客慕名前来,一览拔仙绝顶和云海奇观,领略太白峰的险峻神秘。2020年,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队分别于5月、7月和9月登上太白山,在奇观景象之中收集土壤和植物,开启了叶片水氢氧同位素的相关研究。叶片水氢氧同位素的控制因素氢氧稳定同位素(δ2H和δ18O)常被用作示踪剂来跟踪水从降水输入运移到土壤,最终通过土壤蒸发和叶片蒸腾释放的过程。叶片水蒸腾对于调节各种尺度的水平衡至关重要。陆地植物叶片水通过气孔蒸发分馏导致重同位素富集,这在很大程度上取决于等大气条件(温度和相对湿度等)以及生物生理过程。叶片水同位素信号整合到植物有机物中,例如纤维素和叶蜡,成为研究古气候重建的新方法。然而,尽管叶片水同位素在生态水文学和有机生物合成中很重要,但人们对叶片水同位素的控制因素以及源水和水文气候在确定叶片水同位素中的作用仍然缺乏了解且叶片内同位素分馏所涉及过程的复杂性使得准确预测和测量变得困难。基于此,在本研究中,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队于2020年5、7和9月在太白山(33.96°N,107.77...
发布时间: 2023 - 11 - 13
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近年来,全球环境问题日益突出,资源的合理利用和环境的保护已成为全人类共同面临的挑战。水分是生命的基础,对于植物的生长发育和生态系统的稳定运行起着至关重要的作用。然而,人类的过度开采和污染已导致严重的水资源短缺、土壤荒漠化等问题。沙柳作为一种生长在贫瘠土壤和干旱地区的植物,具有很强的水分利用能力和环境适应性。沙柳生长迅速,枝叶茂密,根系繁大,固沙保土力强,是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。同时,它长而发达的根系,能够迅速吸收土壤中的水分,高效利用水资源。其表面一层厚厚的叶蜡,也能够减少水分的蒸发和流失,有效避免土壤干燥和水分的浪费。因此,通过对沙棘的深入研究和广泛应用,我们可以有效地解决环境保护的问题。接下来这篇相关论文,我们来了解一下沙柳的水分利用来源。基于稳定同位素分析毛乌素沙地东北部不同林龄人工沙柳的水分利用来源沙柳具有很好的应对非生物胁迫(如干旱、寒冷、低肥力)的能力,已广泛引入毛乌素沙地东北部以防风固沙及改善生态系统功能和服务。然而,早期引入的沙柳出现了退化和枯死现象。预计由于气候持续变暖和人为干预增加,沙柳人工灌丛将出现更严重的干旱胁迫。鉴于人类世日益严重的水资源短缺和土壤荒漠化的持续扩大。了解植物与土壤水分关系并实施合理的水分管理策略,必须确定人工植被在沙漠生态系统中的水分利用模式。然而,对于不同发育阶段沙柳的特性、调控和水源差异等研究还知之甚少。基于此,为确定毛乌...
发布时间: 2023 - 07 - 17
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近日,强冷空气在山西、宁夏和陕西等地凶猛登陆,带来了降温降雪的天气。没有冤情的四月飞雪,大自然再一次向人类展现了它的深邃。除了突如其来的降雪,大自然赋予的特殊天气,还有极端而持续的干旱。在干旱区,由于水资源缺乏,植物的生存和生长受到严重胁迫,促使生态环境进一步恶化。为了应对干旱气候,治理生态环境,相关的研究数不胜数。基于干旱区河岸湿地这一特殊的生态系统,今天我们来了解一篇研究植物水分利用模式的论文。干旱区河岸湿地优势种植物的水分利用模式植物水分循环是研究陆地生态水文学的关键环节。在干旱区,由于有限降水和强烈蒸发,水资源是影响植物生存、生长和植被恢复可持续性的重要限制因素。近年来,由于高温和干旱等极端天气事件更加频繁,土地退化加剧,使河岸湿地生态系统面临降水减少、不同程度水位下降等干旱问题。极端干旱会降低水资源的可利用性和植被生产力,并给植物带来不可逆转的死亡风险。因此,了解植物水分利用模式可以揭示植物的生存策略和对不断变化的水文气候条件的反应,这是良好的生态管理和植被恢复的先决条件。湿地是连接水域生态系统和陆地生态系统的功能过渡区,其生态功能非常突出。因此,定量研究河岸湿地水分来源、补给途径及其植物水分利用模式,是了解湿地生态水文循环的前提条件,将为干旱区湿地环境治理和生态安全提供理论依据与决策支持。干旱区是全球生态系统的的重要组成部分,河岸湿地具有水源供给、水文调节和土壤保持等生...
发布时间: 2023 - 05 - 09
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【摘要】土壤含水量的时空异质性影响着土壤水和植物茎木质部水的同位素组成。然而,土壤水分条件对广泛报道的土壤水-植物茎木质部水同位素偏差的影响尚缺乏系统地评估。为此,本研究连续两年在两个土壤水分条件不同的样地测定了柠条茎木质部水和土壤水的δ2H和δ18O值(利用全自动真空冷凝抽提系统LI-2100,北京理加联合科技有限公司)提取土壤和植物茎木质部中的水分,然后进行同位素测量)。结果表明,在较湿润的样地1,茎木质部水与土壤水在两年中都表现出明显的同位素偏差(两者的重叠率【研究区域】该试验是在中国黄土高原北部六道沟小流域 (38°46′-38°51′N,110°21′-110°23′E)进行。【研究方法】(1) 土壤束缚水同位素的计算本研究中,将张力计在−60 kPa压力下收集到的水分视为土壤移动水,而压力值大于−60 kPa时收集到的水分则视为土壤束缚水。在土壤水分特征曲线上,土壤水吸力为60 kPa时对应的土壤含水量被认为是土壤束缚水的最大含水量。土壤水的质量含水量可以通过野外试验测定。土壤水含水量与土壤束缚水最大含水量的差值为土壤移动水的含水量。最后,根据实测的土壤水与土壤移动水的同位素值,可以计算出土壤束缚水的同位素值。式中,δLMW 、δBW、δMW分别为土壤束缚水、土壤水和土壤移动水的同位素值,θLMW、θBW、θMW分别为土壤束缚水、...
发布时间: 2022 - 11 - 09
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土壤水(SW)是调节地表过程和地表能量分配的重要状态变量。由于与周围环境复杂的相互作用,SW存在显著的时空变化。近年来,随着测量技术的发展,SW稳定同位素组成(SWSIC;δD和δ18O)已越来越多地用于追踪土壤-植物-大气连续体中的SW运移,以更好地理解诸如量化SW停留时间、识别植物吸收水源和区分蒸腾和蒸发等相关过程。然而,由于受多种环境因素和过程的影响,如具有不同同位素组成的降水输入、土壤蒸发、土壤基质势梯度或矿物质-水相互作用造成的同位素分馏,SWSIC可能会随着时间和空间而显著变化,从而导致了在解释不同研究中SWSIC数据时存在很大的不确定性。因此,通过解释其时空变化格局及与其他因素(如土壤质地、土壤深度和植被)的相关性来改善SWSIC示踪技术至关重要。基于此,为更好地理解SWSIC的时空格局,在本研究中,来自天津大学的研究团队在中国科学院栾城农业生态系统试验站(LAEES)进行了为期约2年的田间试验。主要研究目标为:(1)比较不同深度SWSIC和SWC的时空格局,以及(2)研究SWSIC空间结构的时间特征并评估其影响因素。研究区和采样点(用于土壤含水量和δD分析)地图。作者于2018年12月1日、2019年4月1日、2019年6月4日、2019年7月18日、2020年4月26日、2020年6月28日和2020年8月23日收集了0、30和60 cm深度的土壤样本。利用全自动...
发布时间: 2022 - 09 - 09
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地下水是水文循环的重要组成部分,广泛用于饮用水、工农业活动以及战略储备。然而,人类活动的加剧(如水利工程建设、地下水过度开采、农药和生活污水排放)以及天然劣质地下水在大型流域中的广泛分布,导致地下水环境恶化。因此,水资源的合理管理和水环境的有效保护至关重要,基于地下水流系统(GFS)理论,全面理解地下水流模式(即更新速率、流径及演化趋势)有助于准确评估水文通量和预测污染物分布。汉江平原是长江流经三峡后第一个接收沉积物的大型河湖盆地。复杂的沉积环境、地下水-地表水强烈相互作用以及人为改造自然环境的共同作用,形成了汉江平原独特的GFS格局。了解汉江平原地下水循环演化及其控制机制,对于促进GFS的实际应用和该地区地下水资源保护具有高度紧迫性和挑战性。基于此,在本研究中,来自中国地质大学(武汉)的研究团队在汉江平原腹地和过渡区进行了相关研究,旨在:(1)基于沉积物粒度特征、粘土孔隙水稳定同位素和古气候指标重建汉江平原第四纪含水层系统的沉积环境;(2)深入理解末次盛冰期(LGM)以来沉积环境驱动的GFS演化模式。作者于2015年和2017年在汉江平原腹地和过渡区钻了两个钻孔G01和G05,深度分别为200 m和185 m。从钻孔中收集沉积物样品,分析其粒度分布,地球化学和矿物成分。并从钻孔G01和G05中分别采集了19个和17个粘土样品,利用全自动真空冷凝抽提系统(LI-2100,北京理加联...
发布时间: 2022 - 08 - 29
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基于根系水稳定同位素探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象 【摘要】越来越多的野外研究发现了植物茎干水与其潜在水源之间的同位素失配现象。然而,同位素偏移的形成原因尚不清楚,并且不确定它们是发生在根系吸水过程还是在从根部到枝干的水分传输过程。因此,该研究以旱柳(Salix matsudana Koidz)为研究对象,通过约每三天一次的采样频率测定了土壤−根系−树木枝条连续体中各组分(如总体土壤水、移动水、地下水、根系水和树木枝条水)的稳定同位素值(δ2H和δ18O),结果表明:(1)移动水和总体土壤水的同位素值有明显的分离,但随着土层深度的增加,两者之间同位素值的差异逐渐减小;(2)根系水接近于束缚水的同位素值,但不同于总体土壤水的同位素值。总体土壤水与根系水之间的δ2H和δ18O 的最大差值分别为−8.6‰ 和−1.8‰;(3)树木枝条水仅与 100-160 cm深度的根系水同位素值相似,并且在试验期间保持稳定,表明旱柳始终利用稳定的深层水源。总体上,旱柳枝条水与其潜在水源之间的同位素失配反映了根系水和总体土壤水之间的同位素偏移,这与土壤水的异质性密切相关。该研究揭示了不同移动性的土壤水、根系水和树木枝条水同位素值之间的关系,有助于加深对根系水分吸收和运输过程的理解。【研究区域】该试验是在中国黄土高原北部六道沟小流域 (38°46′-38°51′N...
发布时间: 2022 - 01 - 28
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LICA LI-2100全自动真空冷凝抽提系统 技术文献:断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征 以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。 结果如下:1. 土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。2. 旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。3. 在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水...
发布时间: 2020 - 02 - 07
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