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研究背景水分是限制植物生长的关键因素,特别是在全球气候变化的背景下,干旱半干旱地区的生态水文过程和植被水分利用策略受到显著影响。煤矿开采,尤其是露天矿,对环境破坏严重。黑岱沟露天煤矿位于黄土高原生态脆弱区,矿区的生态修复已成为重点工作。排土场的植被恢复对于合理利用水土资源和促进煤矿可持续发展至关重要。目前,矿区生态修复中的水问题研究主要集中在土壤水文效应、物理性质和坡面侵蚀等方面,但对植物水源及其利用机制的定量研究较少。利用稳定同位素技术,可以高效分析植物的水源,并通过多源混合模型量化各水源的贡献率。例如,深根植物通常利用深层土壤水,而浅根植物则更多依赖浅层水分。由于煤矿开采扰动了土壤结构,植物的水源利用方式与自然状态下有所不同。此外,雨季的不同月份中,植物水源及其利用机制也存在差异。  因此,本研究以黑岱沟露天矿排土场为例,分析蒙古松、柠条和紫花苜蓿在雨季的水分来源及其利用机制,并提出两项假设:H1,三种植物的水源可能相似;H2,不同月份的水源利用程度会有所不同。实验过程研究区黑岱沟露天煤矿位于准格尔煤田中部(图1),矿区属温带半干旱大陆性气候,海拔1256m,年平均气温7.2 ℃,年平均降雨量408mm。研究期间,6月至8月的总降雨量占全年的70%以上。无霜期在125至150天之间,平均日照时数为3119.3 h。矿区排土场为多级台地式排土场,由捣蒜沟排土场、东排土场、北排土场、西排土场、内排土场、东排土场6座排土场组成。土壤类型以黄绵土为主,养分含量较低。该区植被属暖温带草原区,以低矮稀疏的天然植被为主,盖度不足30%,优势种有长山针茅、蒙古百里香、赖草等。排土场内人工植被有柠条、臭柏、山杏等(表1)。图1. 研究区域的位置表1. 研究区域概况选择3种典型的可恢复样地的植物作为研究对象,即蒙古杨样地、柠条样地和苜蓿样地(图2)。试验于2023年6月...
发布时间: 2025 - 03 - 06
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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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