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基于稳定氢氧同位素的胡杨与柽柳幼苗水分来源研究 总被引：4，自引：1，他引：3
《水土保持学报》2015,(4)
通过测定不同地下水埋深下胡杨和柽柳的幼苗茎干水和各潜在水源(土壤水、地下水)的δD和δ18 O同位素组成特征,利用IsoSource模型和平均深度模型,研究了胡杨和柽柳的幼苗对各潜在水源的利用比例和根系吸水的平均土壤深度。结果表明,单一种植条件下胡杨和柽柳的幼苗具有相似的水分利用特征,在30,80cm地下水埋深下深层土壤水和地下水是其主要水分来源,利用比例超过80%;在130,180cm地下水埋深下浅层土壤水为其主要水源,直接利用地下水的比例很小;在180cm埋深时胡杨幼苗不能直接利用地下水,对0—80cm土壤水的利用比例高达79.9%,柽柳幼苗利用地下水的比例仅为12.9%,对0—80cm土壤水的利用比例达到62%;混合种植下对水分的竞争作用使柽柳幼苗主要利用深层土壤水和地下水,胡杨幼苗主要利用浅层土壤水;柽柳幼苗利用水分的平均深度显著深于胡杨幼苗,表明柽柳对干旱环境的适应能力优于胡杨。 相似文献
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基于稳定同位素方法研究了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分来源及分布特征,探讨了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分利用策略。结果表明:(1)胡杨和柽柳的植物水与土壤水的降水偏离程度与地下水存在显著差异(P0.05),表明土壤中存在不完全混合的水源库,与植物耗水和地下水补给存在动态联系;(2)不同林龄胡杨和柽柳土壤水δ~(18)O值随土壤深度增加均呈下降趋势,受蒸发作用影响,表层土壤水δ~(18)O值波动明显;(3)不同林龄胡杨和柽柳水分利用来源存在差异,胡杨和柽柳对土壤水的吸收利用随林龄增加层位下移。无论在幼苗阶段或成熟阶段,柽柳利用土壤水的深度均低于胡杨,表明其适应干旱环境的能力更强。 相似文献
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干旱绿洲区3种典型农田防护林的水分来源 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]研究对农田有重要防护作用的农田防护林在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,为本地区农田和农田防护林的优化灌溉提供参考。[方法]利用稳定氧同位素(δ~(18) O)研究干旱绿洲区常见农田防护林胡杨(Populus euphratica)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)和榆树(Ulmus pumila)在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,根据直接判断法、IsoSource模型和吸水深度模型3种方法对结果进行了对比分析。[结果]不同时间,不同树种防护林水分利用来源不同。其中4月胡杨主要使用10—20cm的浅层土壤水,贡献率为83.3%;沙枣主要使用80—120cm和120—160cm的深层土壤水,其贡献率分别为50.6%和16.9%;榆树主要使用50—300cm的深层土壤水和地下水,累计贡献率为82.5%;5月胡杨主要利用浅层0—30cm的土壤水,贡献率为57.1%;沙枣和榆树转而利用表层0—10cm的土壤水,其贡献率分别为50.8%和52.7%;6月胡杨利用0—20cm浅层土壤水和地下水,贡献率分别为38.7%和10.5%;沙枣有76.9%的水分来源于10—20cm的浅层土壤;榆树主要水分来源中有49.1%来自于0—80cm,另有12.3%来自于地下水。同时研究得出胡杨4—6月的平均吸水深度分别为18,28,25cm,沙枣的平均吸水深度分别为118,37,34cm;榆树的平均吸水深度分别为95,37,29cm。[结论]选择农田防护林树种时,在保证防护林防护效益的同时,应选择搭配以深层土壤水或地下水为主要水分来源的种类,从而更加高效地发挥农田防护林的防护作用。 相似文献
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基于稳定同位素技术的黄河支流河岸植被水分来源解析 总被引：1，自引：1，他引：0
[目的] 分析比较不同水分梯度下植物水的氢氧同位素特征,为黄河流域生态保护与防蚀控沙中适宜物种的筛选提供一定的理论基础。[方法] 采用氢氧稳定同位素技术,基于HYSPLI4气团轨迹模型和贝叶斯混合模型MixSIAR,分析黄河主要支流—西柳沟河流河岸不同水分梯度下优势植物对潜在水源利用率,进而提出不同植物的水分利用策略。[结果] 研究区在采样期间降水的水汽主要来源于西北季风输送和局地蒸发。在水分充足的河漫滩样地,植物以浅层土壤水（0—30 cm）为主要水源。距离河道较远的河谷阶地上,草本类植物主要利用浅层和中层土壤水（0—70 cm）,灌木类和高大草本类植物转而吸收更深层的土壤水（70—100 cm）,出现水文生态位分离的现象。[结论] 当水分缺乏时,灌木类植物会因为吸水模式的优势具有更强的生存竞争力。灌木类植物是黄河流域生态保护与防蚀控沙的适宜物种。 相似文献
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以古尔班通古特沙漠西南缘荒漠—绿洲过渡带的多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和白梭梭(Haloxylon persicum)为研究对象,通过分析植物木质部水与各潜在水源的δ18O值,结合MixSIAR模型,解析不同群落中多枝柽柳和白梭梭的水分来源及对各水源的利用比例。结果表明:(1)多枝柽柳和白梭梭灌丛下0—60 cm土层土壤δ18O值变化幅度较大,随土层深度的增加δ18O值趋于稳定,说明表层土壤受外界环境影响较大。(2)在多枝柽柳和白梭梭共生群落中,多枝柽柳在整个生长季主要利用300—500 cm土层土壤水,而白梭梭在春、秋季主要利用60 cm土层以下土壤水,且对各层土壤水的利用较为均匀,夏季主要获取0—60 cm土层土壤水,且利用比例高达88.0%。表明多枝柽柳和白梭梭水分利用策略存在水文生态位的分离,有利于其在水分亏缺的条件下合理利用有限的水资源;多枝柽柳在单一群落和共生群落中具有相似的水分利用来源,主要获取稳定的深层土壤水,反映出多枝柽柳根系吸水对外界环境的波动不敏感,无明显的季节性耗水变化。(3)单一白梭梭群落在春季对各层土壤水的利用较为均匀,夏季主要吸收300—500 cm土层土壤水,利用比例高达76.4%,而秋季主要利用60—300 cm土层土壤水。人工白梭梭群落在春、夏季主要利用0—60 cm土层土壤水,贡献率分别为64.2%,80.6%;而秋季主要吸收120—300 cm土层土壤水,利用比例高达93.9%。表明自然生长的白梭梭具有相对较宽的水源范围,反映出其对干旱环境较强的适应能力;而人工种植的白梭梭则对降水敏感,在水分利用方面表现出机会主义特性。 相似文献
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亚热带湿润区樟树吸水的土层来源及研究方法对比 总被引：1，自引：0，他引：1
以长沙地区针阔混交林内的樟树为对象,基于2017年3月至2019年9月降水、土壤水和樟树茎杆水稳定同位素观测数据,利用直接比较法、水线法(δ~2H和δ~(18)O的线性关系)、Iso-Source模型和MixSIR模型,分析了樟树吸收水分的土层来源的季节变化,并比较4种方法的优缺点,旨在为植物水分利用来源研究提供新思路。结果表明:在判别樟树吸收水分的土层来源中,4种方法的判别结果基本一致。观测期内,樟树吸水层位存在明显季节变化。在2017年3—6月、2017年10月至2018年6月、2018年10月至2019年6月的湿润期,樟树分别主要利用0—20,0—40,0—20 cm土层的土壤水。在2017年、2018年、2019年的干旱期(7—9月),樟树分别主要利用20—60,0—60,60—100 cm土层的土壤水。在各层土壤水稳定同位素组成不存在明显差异时,水线法可很好地揭示樟树吸收水分的土层来源,而其他方法均无法判别樟树吸水层位。Iso-Source模型分别基于δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位及其利用比例均存在一定差异,相比之下,MixSIR模型分别根据δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位基本一致,且利用比例较接近。综上,在植物水分利用来源的定性判别中,适宜将直接比较法和水线法相结合进行分析;而在植物水分利用来源的定量研究中,MixSIR模型较Iso-Source模型更优。 相似文献
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亚热带典型植物水分利用来源变化的水稳定同位素分析 总被引：1，自引：1，他引：0
旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用来源和了解区域森林系统水文循环过程,以长沙地区典型常绿植物樟树、刺杉和野茶花为研究对象,利用稳定同位素技术及Iso-source混合模型定量分析不同植物水分利用特征及其对降水的响应。结果表明:在2018年9月至2019年2月的观测期内,0-10 cm土壤水中δD与降水中δD的变化趋势基本一致,均随时间变化逐渐偏正。随深度的增加,土壤水中δD受降水影响的程度逐渐减小并趋于稳定。在9-11月,3种植物对降水响应程度低,植物茎杆水中δD并未随降水中δD表现出明显偏正的趋势,在12月至翌年2月,3种植物对降水响应明显,植物茎杆水中δD与降水中δD变化趋势一致。观测期内3种植物水分利用深度均随时间变化由深变浅。在9月,3种植物主要利用60-100 cm土壤水,利用比例均超过65%。在10-11月,3种植物水分利用状况存在显著差异,樟树对0-10,10-20,20-60,60-100 cm 4个土层的水分利用较均匀,利用比例分别为28.2%,23.5%,22.0%,26.3%;刺杉主要利用0-10,60-100 cm土壤水,利用比例分别为56.4%和22.2%;林外野茶花主要利用0-20 cm浅层土壤水,利用比例为67.4%。在12月至翌年2月,3种植物主要利用0-10 cm土壤水,利用比例均在70%以上。 相似文献
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基于同位素分析研究山东禹城夏玉米水分来源 总被引：4，自引：2，他引：2
以2016年山东省禹城市夏玉米为研究对象,通过测定分析不同生长期内降水、土壤水、植物水、地下水、地表水的稳定氢氧同位素值,并利用直接对比法和多元线性混合模型,分析不同水源对夏玉米不同生长期贡献率,进而研究其水分来源。结果表明:禹城市大气降水线方程为δD=7.80δ18 O+8.61,其斜率和截距均小于全球大气降水线方程,表明降水在降落过程存在蒸发富集过程。夏玉米不同生长期水分来源存在差异,出苗期由于土壤含水量较低,植物主要利用浅层地下水且利用率为89.6%;拔节期降雨量丰富,夏玉米主要利用0—10cm表层土壤水,利用率为85.8%;抽穗期夏玉米主要利用10—60cm土壤水,利用率达62.9%;生长到灌浆期,根系分布在较深土层且20—100cm土壤含水量稳定,夏玉米主要利用20—100cm土壤水,利用率为69.7%;成熟期植物主要利用大于60cm的深层土壤水,利用率达96.1%,此时期土壤含水量较低且根系分布可达深层土壤。 相似文献
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为探讨气候变化下灌草群落中主要植物水分来源差异及动态变化。以黄土高原典型自然恢复植物(油蒿、苜蓿与藜)为研究对象,通过减少自然降水的15%(中度干旱)与30%(极端干旱)来控制干旱程度,研究植物水分利用来源与生长对干旱胁迫的响应特征。将植被群落潜在水源划分为浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)与深层(60—120 cm)土壤水,采用稳定水同位素技术与MixSIAR模型定量分析不同干旱胁迫程度(减雨30%、减雨15%与对照)下植被根系水分吸收特征。结果表明：(1)土壤水与植物水中稳定氢氧同位素值(δD和δ18O)均位于当地大气降水线的右下方,说明土壤水同位素受蒸发影响发生富集;(2)3种典型植物在遭遇干旱胁迫时,其水分利用来源均可灵活转换于不同土层之间,呈浅层土壤水分利用比例减少,中层与深层土壤水分利用比例增加的规律,且随干旱胁迫程度增大愈加明显;(3)不同植被响应干旱胁迫的水分利用策略不同,平地,减雨30%、减雨15%及CK处理下油蒿均主要利用浅层土壤水(贡献率分别为48.2%,52.7%,57.6%),而藜分别主要利用来自中层(43.5%)、浅层(4... 相似文献
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[目的] 揭示青藏高原东缘隧道建设区植物的水分利用特征及其对环境变化的响应,为自然和人为影响下的生态脆弱区水土保持工作提供科学参考。[方法] 通过测定海拔3 230 m的某隧道建设区2020—2021年不同月份典型植物木质部水和各潜在水源的δ2H和δ18O值,利用MixSIAR模型计算植物吸收各潜在水源的比例,并计算每两种植物间的相似性比例指数(PS指数)以比较不同物种的水分竞争关系。[结果] 紫羊茅(Festuca rubra)、川西云杉(Picea likiangensis var. balfouriana)和刺叶高山栎(Quercus spinosa)以浅层土壤水(0—40 cm)作为主要水源;川杨(Populus szechuanica)主要吸收中深层(40—200 cm)土壤水;2021年8月和10月植物对浅层土壤水的利用比例较2020年同时期明显降低;川西云杉对0—40 cm和40—80 cm层土壤水的利用比例与相应层土壤含水量分别存在显著正相关和显著负相关关系(p＜0.05);在时间尺度上,川杨在2020年10月与其他3种植物的水分竞争关系较弱,PS指数范围为0.19～0.54。[结论] 土壤含水量及外界温度的改变是青藏高原东缘植被水分利用策略变化的主要因素,且这两个因子的重要性因物种而异;隧道建设会引起土壤和土壤水的流失,从而导致隧道建设后土壤含水量的降低;隧道建设后植物对浅层土壤水的依赖比隧道建设前低,因此需关注生态脆弱区隧道建设对土壤水分及植被适应机制的影响。 相似文献
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通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m3,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展. 相似文献
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保水剂构件的保水保肥效果研究 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。 相似文献
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再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响 总被引：4，自引：4，他引：0
为探求再生水灌溉对斥水和亲水土壤水力特性的影响,该文选用有代表性的斥水黏壤土和亲水黏壤土、斥水砂土和亲水砂土,测定其在自来水、再生水和其他4种生活污水条件下的土壤水分特征曲线,采用主成分分析法得到不同水质综合指标,分析水质综合指标对不同土壤水分特征曲线的影响,采用van Genuchten-Mualem模型对黏壤土土-水曲线的参数进行拟合,并分析水质综合指标对黏壤土累积当量孔径分布、比水容量和水分常数的影响。结果表明:在相同基质吸力情况下,黏壤土含水率随水质综合指标增加(水质变差)而减小,砂土的含水率随水质变化不大;在低吸力段,斥水和亲水黏壤土的比水容量随水质综合指标的增加而增加;土壤进气值与水质综合指标呈显著负线性相关关系(R~2分别为0.94和0.78);相同水质条件下,斥水土壤的进气值比亲水土壤小;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的极微孔隙降低,而中等孔隙和大孔隙增加,小于某当量孔径的累积百分比增加;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的田间持水率、凋萎系数、有效水和易利用水比例均减小,但再生水对田间持水率和易利用水比例降低作用不显著。研究结果可为大面积再生水灌溉及其管理提供一定的理论依据。 相似文献
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绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。 相似文献
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制约我国农业高效用水发展的主导因素分析 总被引：8，自引：0，他引：8
在分析我国节水农业发展现状的基础上,提出了制约我国农业高效用水发展的4个主导因素,节水虽得到高度重视,但行业之间协调不力,缺乏整体思路;节水虽有一定科学积累,但未形成整体优势,甚至有些方面科研滞后于生产,亟待提升;管理水平落后,缺乏用水标准;政策法规不健全,投资体系不完善,节水实施不力。最后,对如何实现农业高效用水提出了若干对策与建议。 相似文献
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基于投入产出分析法,以甘肃省2007年行业经济及用水数据为基础,构建了地区水资源投入产出表。通过对甘肃省行业用水系数、用水乘数、用水量等指标的分析,研究了甘肃省各行业对经济系统的水资源消耗间接拉动效应。在此基础上进一步研究了经济系统内部行业间虚拟水的转移,分析了经济系统内部虚拟水的流向,并通过计算甘肃省虚拟水的进出口量对经济系统间虚拟水的流向进行了分析。分析结果表明,种植业用水系数、用水量在该省行业中处于最高,对经济系统水资源的间接拉动影响较小,是主要的虚拟水输出行业。其中一部分虚拟水流向制造业,经由制造业流向建筑业与服务业等行业,另一部分流向省外。在构建节水型经济系统的过程中,由于行业间水资源消耗的关联性,考虑到其他行业对种植业的间接拉动,在采取缩小种植业规模提高种植业节水效率及调整区域产业结构的情况下,应将减少消费端的物质消费因素考虑进去。 相似文献
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BP保水剂及其对土壤与作物的效应 总被引：88，自引：7，他引：81
对美国生产的ＢＰ保水剂在土壤中的试验结果表明,ＢＰ保水剂有极强的吸水保水能力,对无离子的吸水能力为３８．７ｍＬ／ｇ,含盐量在０～０．１％范围内,溶胀度变化最大,在０．１％盐水中的溶胀度仅为蒸馏水的６３％,吸持的有效水占２／３以上;ＢＰ保水剂施加到土壤中可改善土壤物理水分性状,土壤持水性能显著增大,在０．０１～１．５ＭＰａ土壤水势范围内,砂土和重壤土较轻壤土和中壤土有显著增加;土壤中施加ＢＰ保水剂,土壤饱和导水率显著降低,土壤蒸发性能无显著变化,土壤团聚作用增强;其中砂土增加效果显著;ＢＰ保水剂加入砂土中盆栽种植小麦试验表明,加入ＢＰ保水剂,可使小麦幼苗株重、根系长度和根重有明显的增加,根冠比明显增大,根系营养状况良好,对小麦生长有明显的促进作用。 相似文献
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基于水足迹理论,对山西省2005—2014年11个市主要粮食作物生产蓝水和绿水足迹进行了量化,并结合农业与气候数据分析了其时空变异及气候影响因素。结果表明:近10年山西省各地区粮食作物生产水足迹呈下降趋势,且蓝水足迹下降趋势较绿水足迹显著;全省综合作物生产蓝水足迹从1.11降到0.64 m3/kg。不同作物间生产水足迹差异显著,大豆生产蓝绿水足迹均最高,分别为2.74,2.11 m3/kg;前者是玉米生产蓝水足迹的6.5倍,后者是小麦生产绿水足迹的5.1倍。从蓝绿水构成来看,山西省绿水比例南多北少;其多年均值为46%,具备提高绿水资源利用效率的空间。不同区域间作物生产蓝绿水足迹均表现出由北向南波动中下降的趋势,大同和吕梁地区水足迹较高。通径分析结果显示气候因子中的日照、气温和降雨是影响作物生产水足迹的主要影响因素。在山西省范围内,气候条件的时空差异是造成作物生产水足迹时空变异的主要原因,农业生产资料投入的影响较小。 相似文献