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古尔班通古特沙漠南缘地下水深埋区幼龄梭梭春夏季土壤水分利用动态 总被引：2，自引：1，他引：1
梭梭是古尔班通古特沙漠的建群种,为研究梭梭水分利用特征及季节变化,于2014年5月和7月利用稳定性同位素技术测量幼龄梭梭小枝木质部水、冠下0—400cm不同土层土壤水δ18 O值,采用直接对比法、平均深度模型以及Iso-Source模型对幼龄梭梭春夏季的水分来源进行分析。结果表明:幼龄梭梭冠下0—70cm土壤含水量5月显著高于7月,70cm及以下土层土壤含水量5月、7月相差不大;表层土壤水δ18 O值变化较大,5月表层土壤水δ18 O值与7月相比显著偏小;5月各土层土壤水δ18 O值变化复杂,7月各土层土壤水δ18 O值变化单一,随深度增加逐渐减小;幼龄梭梭5月主要利用0—50cm土层的土壤水,利用比例达67.5%,7月主要利用250—400cm土层的土壤水,利用比例达94.2%。 相似文献
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基于2017—2019年樟树(Cinnamomum camphora)生长季(4—10月)的茎干水、叶片水和土壤水稳定同位素及同期环境因子数据,并结合2019—2021年樟树生长季的蒸腾速率,分析了日间樟树植物水同位素与其影响因子之间的关系,探究樟树在生长季和不同环境条件下吸水深度的变化特征,旨在加深对樟树自身水分利用特征的了解。结果表明:在晴日,樟树蒸腾速率与叶片水δ18O的值在日间高于夜间,茎干水δ18O的值在日间低于夜间。蒸腾速率与叶片水δ18O之间的时滞在8月晴日较5月晴日大,平均时滞为2.32 h。在5月晴日,叶片水δ18O和茎干水δ18O与温度、饱和水汽压差、相对湿度及蒸腾之间均呈二次函数关系;在8月晴日,叶片水δ18O与温度、饱和水汽压差、相对湿度及蒸腾之间呈二次函数关系,但茎干水δ18O与上述影响因子之间无明显的函数关系。樟树的吸水深度存在明显的季节变化特征。在生长季初期(4—5月)樟树吸水层位单一,主要利用浅层土壤水;在生长季中期(6—8月)和后期(9—10月),樟树有2个吸水层位:在中期利用中层和深层土壤水,在后期利用浅层和深层土壤水。樟树的吸水深度和蒸腾还受到生境的影响。季节性干旱期间,随着干旱的持续,蒸腾日变化曲线的宽度逐渐变窄,蒸腾耗水量相应减小;受环境变化和自身生理特性的影响,樟树的吸水深度逐渐由浅变深再变浅。与降水前相比,降水后樟树的蒸腾作用增强,吸水深度上升,吸水土层变窄。 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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黑河下游荒漠河岸林植物水分利用关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文分析了荒漠河岸林植物水分来源,辨明不同植物种的水分利用关系。根据植物水分来源的空间差异,探讨植物种间关系,为荒漠河岸林生态建设中的物种选择和搭配提供依据,避免物种间因水分利用而过激竞争。结合对黑河下游植物胡杨、柽柳、苦豆子、黑刺、花花柴、骆驼蓬的木质部水及其潜在水源——土壤水和地下水的稳定氧同位素组成(δD、δ18O)测定分析,应用"同位素质量守恒多元"分析方法,探讨了不同潜在水源对植物的贡献。结果表明:1不同种类植物木质部δD、δ18O值不同,表明不同种类植物的吸水深度不同,胡杨(幼苗)主要利用0~20 cm的土壤水,柽柳主要吸收200~300 cm的深层土壤水,黑刺主要利用0~20 cm的土壤水,花花柴的主要吸水层位为50~100 cm,骆驼蓬的主要吸水层位为0~20 cm,而苦豆子主要利用0~5 cm的土壤水。2不同潜在水源对植物的贡献率因植物种类不同而异,草本植物主要利用浅层土壤水,灌木因植物种类不同,水分来源有差异,而乔木胡杨(幼苗)主要利用浅层土壤水;3根据试验结果,黑河下游胡杨(幼苗)与黑刺、骆驼蓬之间水分利用存在竞争关系,胡杨(幼苗)、柽柳与其他物种之间水分利用可能存在协助关系。4蒸发是导致黑河下游土壤水分中氢、氧稳定性同位素富集的主要原因;但随深度加大,土壤水受地下水的影响加大,稳定同位素值也相应发生改变。 相似文献
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辽西半干旱区不同林龄大扁杏人工林的水分利用特征 总被引：1，自引：0，他引：1
利用稳定氧同位素技术,测定辽西地区不同林龄(5,11,17a)大扁杏枝条木质部水分、土壤水、降雨的雨水和井水的δ18 O值,结合其根系分布特征,分析不同林龄大扁杏人工林主要利用的水分来源;测定叶片δ13C值,分析不同林龄大扁杏人工林的水分利用效率。结果表明,大扁杏人工林利用土壤水的深度不同,5年和11年生大扁杏人工林主要利用0—30cm深度的土壤水,与其吸水根(d≤1mm)分布的土层深度一致,二者输导根分布在20—50cm土层深度;17年生大扁杏人工林主要利用0—20cm和50—70cm深度的土壤水,其吸收根分布在0—30cm土层深度,输导根分布在10—70cm土层深度;δ18 O值表明,3个林龄大扁杏人工林利用的土壤水均来自降雨的雨水和地下水;5年生大扁杏林的水分利用效率为-24.1‰,显著高于11年生和17年生大扁杏林(P0.05)。大扁杏人工林在不同生长发育阶段因其根系分布的差异而具有不同的水分利用特征,有助于其更好地适应辽西地区的半干旱环境。 相似文献
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元阳梯田水源区林地降水与土壤水同位素特征 总被引：3，自引：2，他引：1
利用2014年5—11月元阳梯田水源区林地采样点上的20个降水数据和216个土壤水数据,对元阳梯田水源区大气降水及土壤水δD和δ~(18)O的变化进行了分析,明确了降水与土壤水的氢氧同位素特征,并探讨了降水对土壤水的影响。结果表明,研究区大气降水δD和δ~(18)O的变化范围分别为(-97.4‰)~(-47.5‰)和(-13.2‰)~(-6.5‰),区域大气降水线(LMWL)为δD=6.84δ~(18)O-5.69,与昆明的降水线接近,这主要与研究区和昆明所处的大气环流背景、水汽来源相同有关;0—100cm土壤剖面内,土壤水中δD值随深度的增加呈现"S"形或反"S"形,0—40cm土层土壤水的δD和δ~(18)O值分布于LMWL两侧,而60—100cm处的同位素值分布集中且偏离降水线,表明随着深度的增加,土壤水受大气降水和外界蒸发条件的影响减弱;林地坡上40cm土层比表层贫化重同位素,坡下位置植物覆盖度较小,土壤水容易受到外界环境的影响而坡中位置整个剖面δD值的变化不大。 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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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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以山东省禹城地区夏玉米农田为例,利用氢氧稳定同位素技术测定2015年夏玉米生长期茎干水、大气降水以及不同深度土壤水的δD和δ18 O组成,利用直接对比法和多元线性混合模型法分析夏玉米对土壤水的利用情况,并分析农田降水—土壤水—作物水之间的转化规律。降水同位素测定结果显示禹城地区大气降水线方程为δD=6.55δ18 O-3.03(R2=0.88),斜率和截距均小于全球大气降水线,表明蒸发是导致同位素富集的主要过程。对夏玉米生长期水分来源特征分析表明,出苗期主要利用表层0—15cm土壤水,贡献率达73.9%;拔节期从土壤不同深处均吸收水分(0—55cm,81.8%),30—55cm处土壤水利用相对较多,也会利用同时期降雨;抽穗期较多利用深层土壤(30—55cm,71%),此时期浅层土壤蒸发强烈,土壤含水量快速减少,植物可利用水分较少。而30—100cm处土壤含水量受温度,土壤蒸发影响较小,为夏玉米生长持续提供稳定水分。灌浆期吸收各层土壤水分的量相近(15—100cm,72%),此时期无降水,温度下降,蒸发减弱,各层土壤含水量较稳定。成熟期主要吸收30—100cm处的土壤水分,贡献率达70%,表明降雨较少时,夏玉米吸收土壤水分依赖于较深层土壤。此外,夏玉米生长期水分来源受土壤体积含水量及土壤蒸发蒸腾的影响较大,同时降雨,大气温度及湿度会影响土壤含水量。通过水量平衡模型计算得出2015年夏玉米在出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期的农田蒸散量分别为35.62,34.99,32.4,22.31,16.94mm。研究结果对于夏玉米不同生长期节水灌溉具有指导意义。 相似文献
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水资源短缺是我国西北旱区沙漠化防治和植被恢复重建的主要限制因子。揭示典型治沙植物根系吸水来源及其主控因子可为该地区科学治沙和水资源高效利用提供依据。本研究选取毛乌素沙地东南缘圪丑沟小流域樟子松人工林（18 – 20 年）为研究对象,通过定期采集和测定植物木质部水及其各种潜在水源（降水、土壤水和地下水）的氢氧同位素组成（δ2H和δ18O）,结合多元线性混合模型研究樟子松根系吸水来源、动态变化特征及其影响因素。结果表明：监测期间（6—11月）樟子松木质部水、降水、土壤水和地下水的δ2H值变化范围分别为?69.95‰~ ?49.25‰、?144.81‰ ~ ?6.60‰、?83.62‰ ~ ?48.57‰和?65.63‰ ~ ?53.65‰,δ18O值变化范围分别为?8.77‰ ~ ?8.21‰、?18.86‰~ ?2.07‰、?9.45‰ ~ ?6.54‰和?9.97‰ ~ ?8.26‰。雨季（7—9月）降雨量、土壤含水量和地下水位分别高于旱季（6月,10月和11月）24.8 ~ 90.10 mm,3.36 ~ 8.40%和5 ~ 15 cm。樟子松根系在6月主要利用深层土壤水（> 90 cm）（15.40%）和地下水（70.10%）,7—9月逐渐转变为以吸收浅层土壤水（< 80 cm）为主（61.03%）,10—11月随着降雨量减少,深层土壤水（> 70 cm）和地下水对樟子松根系吸水的贡献比雨季（7—9月）分别增加5.82% ~ 28.00%和20.64% ~ 23.30%。毛乌素沙地樟子松人工林根系吸水来源受土壤水分供耗和地下水位季节波动的共同影响。 相似文献
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Xiaohui Lu Mingliang Zhou Peifang Wang 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2016,47(8):989-1005
To study the effect of wastewater irrigation in pepper fields, this research analyzed the principle of the water vapor–heat–nitrogen coupling transport and the diurnal rule of root water/nitrate uptake dynamics in wastewater-irrigated pepper fields. In an outdoor experiment, the soil water content, negative pressure head, and temperature at depths of 10, 25, 40, 55, and 70 cm were measured hourly for 480 h in July 2013. The modified HYDRUS-1D code was used to analyze soil water and root water/nitrogen uptake dynamics. The numerical analyses provided insight into the diurnal movement of the soil water and root water/nitrogen uptake dynamics driven by the gradients of the pressure heads and temperatures. The measured and simulated data agree well with each other. When the original nitrate-nitrogen (NO3-N) content in the soil is high, additional wastewater irrigation will not increase the root uptake of NO3-N. Thus, excessive wastewater irrigation may cause groundwater nitrogen contamination. 相似文献
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作物根系吸水特性研究进展 总被引：9，自引：0，他引：9
综述了作物根系吸水模型的研究现状、存在问题和研究展望。根据根系吸水源汇项S(z，t)的构造方法不同，可将作物根系吸水模型大致分为微观模型和宏观模型。微观根系吸水模型能够描述根区微域内土壤水分运动规律，但根系分布的均一性假设和田间情况相差较大；宏观根系吸水模型的边界条件容易确定和控制，但该类模型忽略了根系微域的水势梯度和其他类似现象。今后的研究应集中在对以往根系吸水模型进行修改与完善、根系过程(吸水、吸肥、渗流、呼吸等)模拟以及根系结构与分布等方面。 相似文献
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采用盆栽试验方法,设计7种不同灌溉水质对苜蓿（Medicago sativaL.cv‘.Algonquin＇）进行灌溉处理,包括：清水灌溉（F）、再生水灌溉（R）、等营养水灌溉（E）、清水和再生水交替灌溉（T）、再生水和清水1∶1混合灌溉（FR）、再生水和清水1∶2混合灌溉（F2R）、再生水和清水2∶1混合灌溉（2FR）。研究结果表明,与清水灌溉（F）相比,再生水灌溉（R）可以明显提高苜蓿的株高和侧枝数水平;交替灌溉（T）和混合灌溉（2FR）对提高苜蓿干草产量作用明显;各灌溉水质对苜蓿叶茎比、根冠比和根系活力的影响都是暂时性的,长期进行灌溉影响不显著;混合灌溉（FR、F2R、2FR）和再生水灌溉（R）会提高苜蓿体内氮、钙和镁的含量,而对钾的含量没有影响,苜蓿体内磷的含量随各灌溉水质中磷含量的增加而减小。 相似文献
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10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究 总被引：1，自引：0，他引：1
选取10种水生植物水罂粟、黄花水龙、大聚藻、香菇草、水芹、大薸、凤眼莲、美人蕉、黄菖蒲和鸢尾等为研究对象,于2009年2月中旬至6月中旬在室内静水条件下对其吸收氮、磷和净化水质的能力进行了比较研究。结果表明：（1）不同水生植物的净增生物量差异较大,变化范围为109.9-1 511.1 g.m-2,其中香菇草净增生物量最高,是黄花水龙（最低）的13.7倍;（2）不同水生植物的氮、磷含量差异较小,其氮、磷量变化范围分别为13.67~26.38 mg.g-1和1.16~3.50 mg.g-1;（3）不同水生植物的水质净化能力差异较大,10种水生植物的水质氮、磷去除率范围分别为36.3%~91.8%和23.2%~94.0%,10种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的46.3%~77.0%和54.3%~92.7%。水体氮、磷去除率与水生植物净增生物量存在较高相关性,而与植株氮、磷含量不存在相关性,因而氮、磷吸收量而不是植株氮、磷含量应作为水生植物筛选的一个重要指标。 相似文献
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蓖麻种子吸水和萌发过程对盐分胁迫条件的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
为确定盐分对蓖麻的影响,设置0 mM和100 mM 2个盐分浓度NaCl,研究了4个蓖麻品种种子的吸水和萌发特性.在吸水开始的18h内,种子吸水快速增加,18 h后增加缓慢,48 h后在0 mM NaCl水平下种子吸水呈快速增加趋势,而在100 mM NaCl水平下吸水很少.汾蓖10号和淄蓖7号的吸水量和吸水速率显著高于淄蓖5号和淄蓖8号.与0 mM NaCl相比,同一品种在100 mM NaCl下的吸水量和吸水速率明显较低.100mM NaCl处理对种子萌发具有明显的抑制作用,表现为延迟种子萌发,降低发芽率,抑制芽长和芽粗.综合发芽率、芽长和芽粗相对盐害率,淄蓖5号耐盐能力最强,其次是汾蓖10号,淄蓖7号和淄蓖8号耐盐能力相对较差.本试验通过研究不同蓖麻品种的吸水和萌发特性,为采用外源措施提高种子吸水能力,促进种子萌发和出苗奠定基础. 相似文献
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根据田间实测的作物生理数据和土壤水动态观测资料，确定了冬小麦拔节－开花生长阶段两个根系吸水函数（Ｆｅｄｄｅｓ，ｖａｎ Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ）的特定解析式。在实验小区实测的气象数据和室内外试验得到的土壤水力特性参数基础上，对吸水函数进行田间模拟检验，并依据灵敏度分析结果比较两者间的差异、评价各自的特点。尽管两个根系吸水函数得到的模拟结果与土壤含水量实测值间的差异均较小，但Ｆｅｄｄｅｓ函数要比后者在土壤水分条件改变和根系吸水强度差异对作物根系吸水量的影响上反应更灵敏，故模拟结果应更趋合理、切合实际。 相似文献
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在黄土高原陕西省长武塬区选取品种和管理手段均相同的3种林龄果园(尚未结果的5年幼龄果园、已结果的8年初果园和13年壮果园)苹果树,采用空间换时间的试验设计,分别于2015年7月12日和8月19日对0—500cm深度土壤及对应取样处的苹果树枝条取样,测定土样和枝条样中水分的稳定氢氧同位素,并利用贝叶斯模型量化降水前后不同土层对苹果林耗水的贡献。结果表明:(1)不同林龄苹果树降雨前后的主要水分来源深度不同。干旱时,13年壮龄果树的主要吸水深度比5年和8年果树深;而生长旺季,雨季降水只能补充未挂果的5年幼龄果园土壤水分消耗,即使降水量很大,也无法满足已经开始挂果的8年和13年果园土壤水分消耗。(2)在干旱期,5年和8年果树50%以上的水分来自表层0—100cm土壤,而13年果树50%的水分来自100—300cm土层。而降水后,5年和8年果树的主要水分来源变为100—300cm土层,贡献值在40%左右;13年果园的主要水分贡献层为0—100cm土层,贡献了近50%的水分。(3)3种林龄果树根系对300—500cm土层土壤水分的吸收对降雨的响应非常弱,降雨前后贡献率始终保持在30%。 相似文献
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Nahid Rezaie Ali Reza Sepaskhah 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2019,50(5):611-626
Greenhouse experiment was conducted to investigate the effect of different levels of irrigation water salinity (0.5, 2.5, 5 and 7.5 dS m?1) and wheat straw biochar (0%, 1.25%, 2.5%, and 3.75% w/w) on growth and yield of faba been using complete randomized design with three replications. Stomatal conductance (green canopy temperature) of faba bean increased (decreased) by application of biochar at each salinity level. The results showed increasing salinity to 2.5 dS m?1 at zero biochar application increased the seed yield through osmotic adjustment, while by declining the osmotic potential, the nutritional values of biochar caused the seed yield to increase by increasing salinity to 5 dS m?1. The root length density and root dry weight density in 0–8 cm soil layer declined under application of 3.75% w/w biochar in all salinity levels in comparison with that obtained in 2.5% w/w biochar, due to higher saline condition of the soil as result of higher biochar application. The results showed that addition of 2.5% w/w biochar can significantly mitigate salinity stress due to its high salt sorption capacity and by increasing potassium/sodium ratio in the soil. In general, since 2.5 % w/w biochar and salinity of 5 dS m?1 increased dry seed yield and irrigation water productivity compared with that obtained in control (B0S0.5), these levels are recommended to improve faba bean growth and yield; however, these levels have to be evaluated under field conditions. 相似文献