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研究背景毛竹(Phyllostachys edulis)是亚热带森林生态系统中的重要物种,兼具经济价值与生态功能。但单一毛竹林长期发展易面临土壤养分循环受限、地力下降和生产力衰退等问题。相比之下,毛竹—阔叶混交林有助于改善土壤环境、提升林分稳定性和生产力。但若缺乏有效管控,毛竹可通过地下茎快速扩张,改变群落结构并抑制阔叶树更新。由此,一个关键问题值得关注:毛竹入侵如何影响阔叶树的水分与养分获取,并维持二者的短暂共存?近期,南京林业大学的姜老师团队在《Catena》上发表了研究,团队以毛竹入侵麻栎(Quercus acutissima)阔叶林为对象,结合稳定氢氧同位素、根系生物量调查、土壤水分与养分分析,系统揭示了毛竹入侵过程中植物水分利用策略与地下生态位竞争机制。 图1.研究区样地设置及样点分布。研究方法研究设计:研究在长三角生态定位观测站进行,研究对象包括入侵样地中的毛竹和麻栎,以及未受毛竹入侵影响的麻栎对照样地。沿毛竹入侵梯度设置样地,分别在受入侵的阔叶林区和未受入侵的对照区各设3个30 m × 400 m样方;样品采集:采集不同土层土壤、植物枝条和土壤水样,测定土壤含水量、水储量及C、N、P等指标;同时提取植物木质部水和土壤水,并测定δ²H和δ¹⁸O值,以解析植物水分来源。值得一提的是,研究团队采用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取植物木质部水和土壤水,该设备采用超低压真空蒸馏冷冻的原理,不仅能高效(98%)获取木质部水分和土壤水,而且可严格控制提取过程、避免蒸发引发的同位素分馏,确保氢氧同位素分析结果的准确性。数据分析:研究利用MixSIAR模型定量解析不同土层对植物水分来源的贡献,并结合水分来源和根系生物量计算生态位重叠,评估毛竹与麻栎的地下资源竞争关系。 图2.毛竹入侵对麻栎SWS和凋落物持水能力(...
发布时间: 2026 - 06 - 01
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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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