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

LI-2100 | 探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象

日期: 2022-01-28
浏览次数: 57

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

ABB LGR|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, 110°21′-110°23′E)进行。


 ABB LGR|探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象


图1 :(a) 样本树木旱柳(Salix matsudana Koidz);(b) 张力计,用以提取移动水(白色塑料管);(c) 旱柳根系挖掘和测量示意图和 (d) 土壤剖面。


【同位素样品收集与测定】

该研究收集了20、30、50、100和150 cm 的总体土壤水(bulk soil water)样品以及张力计法获得的相同深度的移动水(mobile water)样品、地下水样品和旱柳树木的枝条样品(trunk water)。并通过土壤剖面的方法收集了20、40、60、80、100、120、140和160 cm 深度的根系样品(root water)(直径 > 2 mm)以及相同深度根系周围的总体土壤水样品。利用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)提取土壤、树木枝条和根系中的水分,然后测定所有样品的氢氧同位素值(δ2H 和 δ18O)。此外,根据测定的总体土壤水和移动水的同位素值计算了土壤中相应深度的束缚水同位素值(less mobile water)。


【结果】

 ABB LGR|探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象


图2:土壤水、树木枝条水和根系水的δ 2H 和 δ18O关系图。(a) 所有样品;(b) 不同深度的移动水(mobile water, MW)和地下水(groundwater, GW);(c) 总体土壤水(bulk soil water, BW);(d) 束缚水(less mobile water, LMW);(e)根系水(root water, RW)和(f)枝条水(trunk water, TW)。区域降水线,LMWL, δ2H=5.91+7.67 δ18O。



 ABB LGR|探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象


图3:试验期间(8月3日-9月15日)降水、质量含水量(GWC)以及地下水(GW)、枝条水(TW)、移动水(MW)、总体土壤水(BW)和束缚水(LMW)在不同深度的lc-excess值的动态变化。



 ABB LGR|探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象


图4:(a, c)不同深度和(b, d)水平距离的根系水(root water)和总体土壤水 (bulk soil water) 的稳定同位素值(δ2H和δ18O)


 

【结论】

在试验期间(8月3日-9月15日),旱柳树木枝条水和总体土壤水之间存在同位素偏移。我们通过测定各种移动性的土壤水、根系水和枝条水的稳定同位素值,分析了同位素失配的发生部位及原因。在土壤中,总体土壤水的 lc-excess 值通常低于移动水。随着土层深度的增加,两者之间同位素值的差异逐渐减小。在根-土界面,由于根系结构的复杂性和土壤水分的异质性,根系水的同位素值与同一深度的总体土壤水的同位素值并不完全匹配。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‰。总体而言,束缚水的δ2H和δ18O值与根系水和枝条木质部水重叠,并且枝条木质部水主要与100-160 cm深度的根系水重叠。这些结果表明,土壤水的异质性引起了根系水和总体土壤水之间的同位素偏移,进而导致了总体土壤水和树木枝条水之间的同位素失配。该研究所提供的总体土壤水、移动水、束缚水、根系水和树木枝条水的稳定同位素数据对于分析根区水分的空间异质性和阐明植物使用的水源具有重要价值。

 


请您点击如下链接,下载原文:

ABB LGR|探究旱柳枝条水与土壤水之间的同位素失配现象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


 


News / 相关新闻 More
2024 - 12 - 02
森林约占全球土壤碳库的70%,是调节大气CO2浓度的关键因素。湿地作为陆地和水生系统的过渡区,通常地下水位接近地表。全球变暖导致北方低地森林被湿地取代,造成景观破碎化,并可能改变碳通量。土壤CO2通量占大气碳的20-38%,其主要来源是土壤呼吸,包括自养和异养呼吸。异养呼吸受温度、湿度和溶解有机物(DOM)影响。低分子量化合物(LMW)更易降解,促进微生物活动和土壤呼吸。解冻期雨雪事件可将DOM输送至湿地,影响土壤CO2通量。本研究假设,解冻期森林湿地集水区的土壤CO2通量受DOM运动的影响,目标是分析CO2通量变化,确定DOM的影响, 并探索微生物在其中的作用。图们江位于中国、朝鲜和俄罗斯的交界处,最终流入日本海,地处中高纬度地区,范围为北纬41.99°到44.51°(图1(a))。布尔哈通河是图们江的重要支流,其上游流域面积为1560平方公里。该流域以山地...
2024 - 11 - 07
对地表入渗和蒸发通量的分配,以及准确量化不同空间尺度下土壤与大气之间的质量和能量交换过程,都需要了解土壤的水文性质(如土壤水分特征曲线和导水率特征曲线)。土壤水分特征曲线(SWRC)描述了在基质势下土壤水分含量的平衡情况,是重要的水文特性,与土壤孔隙的大小分布和结构密切相关,受土壤结构、质地、有机物和粘土矿物等因素的影响。传统测量SWRC的实验室方法繁琐,数据往往不完整,且只覆盖有限的水分含量范围。近年来,近程和遥感技术得到了广泛关注,特别是在光学域内的土壤反射光谱已被用于获取土壤矿物学和化学成分、有机物含量、粒度分布及水分含量等信息。这些研究为卫星遥感提供了大尺度测绘的基础。传统方法主要依赖光谱转移函数,尽管能有效推断土壤水力特性,但需大量数据进行模型校准。本文提出了一种新的实验室方法,通过水分含量依赖的短波红外(SWIR)土壤反射光谱直接估计SWRC,利用最近开发的前向辐射传输模型,仅...
2024 - 10 - 29
水资源在粮食生产和生态修复中的关键作用,特别是在频繁出现的高温、干旱等极端天气条件下,威胁粮食生产,加速土地退化。研究指出,中国作为人均水资源低于世界平均水平的国家,农业用水已占全国总用水量的60%以上,但整体用水效率较低且区域差异显著。尤其在山区和丘陵地区,土壤侵蚀和厚度减少严重影响了蓄水能力,加剧了干旱频发和作物减产的风险。为应对这些挑战,本文强调了通过优化农业管理实践,提高用水效率,以缓解干旱胁迫,维持作物产量的重要性。本次田间试验在中国科学院盐亭紫色土农业生态站进行,该站位于中国四川盆地中北部,海拔400-600m(东经105° 27’,北纬 31°16’)(图 1)。该地区属于中亚热带季风气候,平均气温 17.3℃。年平均降水量为826mm,蒸发量为680 mm。降雨分布不均,约70%的年降水发生在夏秋季,季节性干旱频繁,主要发生在春季和初夏。 图1...
2024 - 10 - 29
考古学虽然常与发掘相关,但许多遗址仍需通过地表上的文物和其他特征来进行识别。对这些地表考古记录的分析不仅可以揭示不同定居时期的信息,还能展示土地的农业、生产或仪式用途,以及景观中人、物、思想的流动模式。本文介绍了一种利用机载高光谱短波红外 (SWIR) 图像的新方法,用于记录和分析地表考古材料。SWIR 光可以区分不同类型的岩石、矿物和土壤,地质学家经常利用这一原理绘制地质图。Resonon Pika IR+高光谱成像仪能够以优于10厘米的空间分辨率收集SWIR图像,从而识别并表征地表文物。本文探讨了在NASA Space Archaeology 资助下进行的实验,展示了这项技术的潜力和挑战,特别是在成功定位和表征单个文物方面,同时指出了未来发展的关键方向。作者团队将 Resonon Pika IR+高光谱成像仪安装在 DJI M600上(图 1)。还在机身顶部安装了额外的 GPS 天线杆...
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