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 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应

日期: 2026-05-11
浏览次数: 31

LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应

研究背景

在全球变化与人类活动共同作用下,地下水系统正面临越来越显著的压力。尤其在半干旱地区,降水时空分布不均、生态修复改变下垫面结构以及深厚包气带对水分下渗的阻滞,使得“地下水何时得到补给、以何种方式得到补给、补给量究竟有多大”成为关键科学问题。黄土高原丘陵沟壑区是我国典型的生态脆弱区,退耕还林和沟道土地整治等生态修复工程显著重塑了坡面—沟道水文过程,但其对地下水补给的影响仍缺乏长期、直接的实测证据。

基于此,中国科学院地球环境研究所王云强老师团队以陕西省延安市顾屯流域为研究对象,开展了为期七年的连续野外观测实验,相关研究成果发表于《Ecological Engineering》。研究系统监测了降水、土壤水分、地下水水位及多水体稳定同位素等指标。其结果揭示了事件尺度与年尺度降水极值通过优先流路径和地下水位上升显著强化了生态修复集水区的地下水补给过程,为理解黄土高原厚层非饱和带中降水—土壤水—地下水之间的快速水力连通性提供了关键数据支撑,并对生态修复工程背景下的地下水可持续管理具有重要科学指导意义。

 LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应

图1. 研究区域和采样点的位置。

研究方法

研究团队依托陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站,在延安固屯流域开展了长达7年(2017–2023 年)的连续野外监测;

监测体系:涵盖了气象站、表面水、土壤水及地下水水位监测;

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)提取样品中的土壤水,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;

LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应 

图2.阳坡和阴坡4000 cm土壤剖面含水量的垂直分布。

 LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应

图3.2021年7月至2022年3月4000 cm土壤剖面土壤水分月动态。

LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应 

图4.降水事件期间地下水位的时间序列 (a),以及地下水位变化与各类因素之间的关系 (b-g)。

LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应 

图5.时间动态变化(a)和降水年份间地下水位的显著差异(b)。

LI-2100 | 生态修复流域地下水补给的降水极值响应 

图6.降雨事件后沿坡长沿着0-500 cm土壤剖面的土壤含水量(P)格局。

研究结果

(1)降水极值主要通过优先流路径触发非饱和带与饱和带间的深层水力连通;

(2)在事件尺度上,低强度、长历时降水更利于地下水补给;

(3)年尺度:丰水年补给增强,枯水年补给减弱;

(4)坡面土壤水:坡面深层土壤长期存在水分亏缺;

(5)生态修复效应:坡面耗水增强,沟道补给提升;

结语

该研究基于长期连续观测,从事件尺度和年尺度两个层面揭示了黄土丘陵沟壑区生态修复流域地下水补给的关键机制,表明降水极值能够通过优先流和坡沟水文联系显著增强地下水补给,但同时也会加剧补给过程的空间异质性,并带来一定的生态水文风险。该成果不仅深化了我们对半干旱区“降水—土壤水—地下水”耦合过程的认识,也为生态修复背景下的地下水资源管理、水土保持和区域可持续发展提供了重要的科学依据。未来应进一步加强长期连续观测和机制研究,更好服务于生态修复成效评估与地下水资源可持续管理。

发表期刊:Ecological Engineering【影响因子:12.4】

研究单位:中国科学院地球环境研究所、西北工业大学、西安交通大学等

研究地点:陕西延安固屯流域

使用设备:LI-2100全自动真空冷凝抽提系统

DOI:https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2025.107868


News / 相关新闻 More
2026 - 06 - 15
研究背景天然湿地是重要碳库。长期淹水环境减缓了有机质分解,使大量碳储存在土壤中,因此湿地在全球碳循环与温室气体调控中具有关键作用。但随着土地开发与粮食生产扩张,越来越多天然湿地被开垦为水田。这不仅改变土地类型,也会重塑土壤水分、氧化还原状态和微生物群落,进而影响甲烷(CH₄)与二氧化碳(CO₂)的排放。那么,湿地变水田后,生态系统碳收支会如何变化?这种变化由环境直接驱动,还是受微生物调控?近日,延边大学朱卫红老师的研究团队以图们江流域的天然湿地及其转变的水田为研究对象,系统评估了湿地转水田对CH₄和CO₂通量及土壤微生物群落的影响,旨在揭示农业开垦导致的湿地碳排放风险。研究成果发表于《Ecological Processes》期刊。为什么关注“湿地改水田”?湿地是“水文—土壤—微生物—碳循环”高度耦合的生态系统。长期淹水形成的厌氧环境既有利于有机碳保存,也促进产甲烷过程,使湿地成为重要的C...
2026 - 06 - 15
研究背景:高分辨率监测的必要性与现实瓶颈浅海生态系统是海岸防护、生物多样性维持和生态服务供给的重要基础。水深信息和底栖生境分布,是认识浅海生态格局、评估环境变化和制定保护策略的关键数据。过去,水深与底栖信息主要依靠实地勘测获取,该方式成本高、效率低,难以满足大范围、高频次和精细化监测需求。遥感技术为浅海制图提供了新路径:卫星多光谱影像覆盖广、连续性强,无人机高光谱影像则兼具厘米级空间细节和丰富光谱信息。尽管已有研究推动了卫星与无人机平台在浅海测绘中的融合应用,但一个核心问题仍待明确:在浅海水体监测中,空间分辨率与光谱分辨率究竟如何影响制图精度?围绕这一问题,西班牙拉斯帕尔马斯大学海洋学与全球变化研究所的团队近日在《Scientific Reports》发表研究,系统比较了无人机高光谱、卫星多光谱和RGB影像在浅海水深反演与底栖生境制图中的表现。该研究为海岸带生态监测中的平台选择、数据配置和...
2026 - 06 - 08
研究背景海洋漂浮碎片是全球海洋环境治理中的重要污染问题。其在海面长期迁移和聚集,不仅威胁海洋生物与生态系统健康,也可能影响航运安全和近岸经济活动。由于漂浮碎片分布范围广、时空变化快,传统人工巡查、船舶观测和现场拍摄难以满足大范围、快速化监测需求。遥感技术为其监测提供了新路径,但不同材质碎片的光谱特征差异明显,且容易与背景海水和大型漂浮藻类混淆,限制了遥感识别的准确性与稳定性。基于此,南京信息工程大学孙德勇老师团队从多类型漂浮碎片的高光谱响应特征入手,结合卫星影像,构建了面向海洋漂浮碎片快速识别的遥感检测方法,为海洋污染监测、漂浮垃圾识别及海洋环境管理提供了新的技术支撑。相关成果发表在《Ecological Indicators》期刊。 图1. (a) 实验设备设计图;(b) 实验设备实物图;(c)-(y) 覆盖率。研究方法(1)研究设计:选取泡沫板、PVC浮标、PP塑料瓶和木板四类典型海洋...
2026 - 06 - 01
研究背景在森林生态系统中,氮(N)和磷(P)是影响植物生长与养分循环的关键元素。树木获取养分主要依赖两种途径:一是通过细根从土壤中吸收,二是从衰老叶片中回收并再利用。前者代表外部获取,后者体现内部节约。二者之间的权衡,是植物维持养分稳态的重要策略。然而,在氮沉降增加和林分持续发育的背景下,不同林龄森林如何调整这种权衡,仍有待深入认识。近日,山西农业大学郭晋平老师团队在《BMC Plant Biology》期刊上发表的论文对此进行了深入探讨。研究团队以华北地区重要树种——油松(Pinus tabuliformis)为对象,系统揭示了林分发育与氮沉降交互作用下,树木氮磷利用策略的动态变化规律。 图1.研究区域。研究方法研究在山西关帝山森林区孝文山林场开展,选取了42年、55年和65年三个林龄的天然油松林分,设置5个氮添加水平(0、5、10、15、20 g N·m⁻²...
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