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 | 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

日期: 2023-07-17
浏览次数: 210

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

LI-2100 | 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。

LI-2100 | 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

基于此,为确定毛乌素沙地圪丑沟小流域(38°11′–38°53′ N,109°21′–110°03′ E)不同林龄(6年、12年和18年)人工沙柳水分利用模式的季节变化和控制因素,揭示老化沙柳枯死的潜在机制,理解土壤水-植物的关系和人工植被的生态适应性。来自中国科学院地理科学与资源研究所的研究者们于2019-2021年5-10月(5、6、10月为旱季;7、8、9月为雨季)植物生长季进行了相关研究。试验开始前,作者采集了土壤样品,确定其土壤颗粒组成,总N含量(TN)及总P含量(TP)。采集了根系样品,确定植物根系分布。试验期,采集了0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-90 cm、90-120 cm、120-150 cm、150-200 cm、200-250 cm及250-300 cm土壤样品,将其分为两部分,一部分用来测定同位素,一部分用来测定土壤含水量(SWC)。同时采集了植物木质部样品。并于降水事件后收集降雨,采集降水量和气温数据。通过计算土壤干燥化指数(SDI)描述土壤水分亏缺状态。利用LI-2000植物土壤水分抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取木质部和土壤中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水及降水的δ18O和δ2H。同时确定木质部水的δ18O和δ2H。最后通过MixSIAR模型区分并量化植物水源。

【结果】

LI-2100 | 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

试验期降水δ2H和δ18O(c)及降水量与δ2H/δ18O之间的关系(d)。

LI-2100 | 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

生长季土壤水δ2H和δ18O的深度和时间分布。

LI-2100 | 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

潜在水源对沙柳水分吸收贡献率的季节性变化。

【结论】

在整个生长季,6年沙柳>60%的水源来自于0–120 cm土壤层。相比之下,12年和18年沙柳具有更大程度的生态可塑性,分别从旱季120-300 cm(71.93%)和40-200 cm(68.91%)水源转变到雨季的0-120 cm(65.09%和56.14%)水源。根系和土壤含水量垂直分布的变化是影响不同林龄沙柳水分利用模式季节性变化的主要因素。18年林分中,严重的土壤干涸和死根削弱了老化沙柳的生态可塑性,降低了其吸收深层水(200-300 cm)的能力,从而导致沙柳退化。因此,野外管理措施,例如(i)通过沙柳退化枝条覆盖地面以减少土壤水蒸发;(ii)使成熟沙柳稀疏以减少水分消耗;(iii)通过对最佳植物密度或生物量进行建模来确定植被阈值,以指导所研究地区的未来植被恢复。在这项研究中,针对沙柳拟议的管理实践可以为世界其他沙漠地区相似林龄人工恢复植物的水分利用策略提供参考。

请点击下方链接,阅读原文:

https://mp.weixin.qq.com/s/XvOHLC-ZLI2BPmZt7vLH-g


News / 相关新闻 More
2026 - 09 - 16
研究背景植物胁迫会引起叶片细胞结构和色素组成的改变,但现有检测方法难以兼顾无损分析、组织分层与光谱表征。传统视觉和RGB成像灵敏度有限,生化与分子检测具有破坏性,常规高光谱成像缺乏深层结构信息,而高分辨率显微技术又难以同步获取连续光谱。因此,亟需构建兼具高空间分辨率、高光谱分辨率和光学层析能力的成像平台,实现完整叶片结构与色素变化的同步、分层和无损检测。近日,新加坡南洋理工大学与曼尼帕尔高等教育学院曼尼帕尔理工学院的研究人员开发了一套结构光照明高光谱显微镜。该系统将结构光照明显微成像的光学层析能力与高光谱成像的精细光谱识别能力结合,可对完整叶片开展分层、无损的结构与色素表征。相关成果发表于《Information Processing in Agriculture》。图1.结构光照明高光谱显微镜实验方案。研究方法研究团队构建了结构光照明高光谱显微镜(SIHM),以超连续谱激光器为光源,通过...
2026 - 09 - 16
在“双碳”目标与海洋负排放(mCDR)备受关注的今天,近海贝类的碳汇功能是学术界讨论的焦点。然而,现有研究多聚焦于滤食性双壳贝类(如牡蛎)在有外源营养输入下的碳汇贡献,而对于无持续外源营养输入的自然或养殖场景,以及不同食性底栖动物(如沉积食性的泥螺)的角色,仍存在关键认知空白。近日,中国海洋大学董双林老师团队在《Journal of Environmental Management》发表研究论文,通过为期120天的中宇宙(Mesocosm)围格实验,揭示了太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)与泥螺(Bullacta exarata)在调节海洋碳固存方向上的显著差异。评价贝类碳汇,为什么不能只看“壳碳”?关于贝类能否形成碳汇,目前主要存在个体与生态系统两种评价视角。个体层面,贝类呼吸和钙化可能释放CO₂,仅以壳碳衡量固碳贡献并不充分;生态系统层面,滤食、营养盐排泄、生物沉积和收获...
2026 - 09 - 07
研究背景黍子是我国最早驯化的谷物之一,栽培历史超过1万年,至今仍是长城沿线地区的重要粮食作物。氮素直接影响黍子的生长、产量和籽粒品质,但过量施氮会降低肥料利用效率,并增加资源浪费和环境负荷。传统黍子叶片氮含量主要采用凯氏定氮法测定,虽然结果准确,但需要破坏性采样,且难以满足大田快速监测需求。无人机遥感与深度学习为作物氮素无损监测提供了新途径,但相关研究多集中于主粮作物,针对黍子的高精度估测方法仍较缺乏。近日,山西农业大学农业遗传资源研究中心王君杰老师团队在《Agronomy》发表研究,融合ASD冠层光谱、无人机RGB影像、植被指数和纹理特征,并结合机器学习与深度学习估算黍子叶片氮含量,为黍子氮素无损诊断和小杂粮表型监测提供了新的技术方法。 图1.实验区域、无人机影像和实验数据采集。(a) 中国山西省位置。(b) 山西省忻州市繁峙县位置。(c) 实验场地布局。(d) 使用ASD FieldS...
2026 - 08 - 31
研究背景干旱区森林的植物水文过程是区域水循环的重要组成部分,不仅影响群落结构、生态功能和生产力,也关系到区域物质与能量平衡。作为干旱生态系统最主要的水分输入,降水具有显著的季节差异和有限的时间可利用性。天山北麓针叶林是典型的寒温带森林,春夏降雨较为充沛,冬季寒冷漫长,降雪量较大且积雪持续时间较长,形成了独特的季节性水分供给格局。然而,在这一降水时空格局下,植物在生长季对夏季降雨与冬季来源水分的相对利用程度仍不清楚。基于此,新疆大学常顺利老师团队联合新疆生产建设兵团等团队,以天山北坡的异果小檗和黑果栒子为研究对象,借助稳定同位素技术,解析不同季节降水对土壤补给及灌木用水的贡献,为认识干旱区山地森林的水分利用策略及其对气候变化的响应提供了数据支撑。相关成果发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。 图1.研究区及采样样地的位置。a为中国及天山山脉的...
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 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 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