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《林业科学研究》2019,(6)
碳氢氧稳定同位素是存在于天然水体和植物组织中的良好的示踪剂,具有较高的灵敏度与准确性,可系统和定量地阐明草地生态系统水循环过程及各水体的转化关系、植物水分利用策略以及植被对全球变化的响应机制等。本文概述了稳定同位素的基本概念和原理,总结和分析了草地生态系统水循环的研究方法和现状,重点探讨和综述了氢氧稳定同位素技术在草地生态系统水循环过程(包括大气降水、地表水、土壤水、地下水、植物水、蒸发水等)以及碳稳定同位素技术在植物水分利用效率中应用的国内外研究进展,分析了其存在的问题,展望了这一领域未来的研究方向和应用前景,为我国草地资源保护、合理利用及退化草地生态系统恢复等提供理论依据。 相似文献
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碳同位素技术已在地质学、生态学和植物学等领域得到广泛应用。本文概述了稳定碳同位素的基本理论,从不同植物类型、空间尺度和抗旱节水植物材料选育等方面对稳定碳同位素对植物水分利用效率的指示作用进行了简要总结,对碳同位素技术进行评价,并就未来发展方向进行展望。碳同位素分辨率与植物水分利用效率高度相关因而利用碳同位素分辨率来衡量植物水分利用效率必将有广阔的应用前景。 相似文献
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碳同位素技术已在地质学、生态学和植物学等领域得到广泛应用。文章概述了稳定碳同位素的基本理论,从不同植物类型、空间尺度和抗旱节水植物材料选育等方面对稳定碳同位素对植物水分利用效率的指示作用进行了简要总结,对碳同位素技术进行评价,并就未来发展方向进行展望。碳同位素分辨率与植物水分利用效率高度相关,因而利用碳同位素分辨率来衡量植物水分利用效率必将有广阔的应用前景。 相似文献
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碳稳定同位素技术在林木遗传改良中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
在植物水分利用特征研究领域，以δ^13C值和△值为分析指标的稳定同位素技术以其快速、简便的特点已逐渐被人们所接受。测定林木的δ^13C值来鉴定林木水分利用效率应用于遗传育种和节水生理方面的研究是目前的一个主要研究方向；植物碳稳定同位素，虽然是由遗传控制的，但环境效应仍然存在，光照和水分的可利用性是控制植物叶片δ^13C值的主要环境因子，影响上述2个因子的其他环境因素则会对δ^13C值产生间接影响，研究环境对δ^13C值的影响对于我们了解不同树种的水分利用特点，并根据生境选择合适的树种具有指导意义。与在作物上应用相比，碳稳定同位素技术在林木上应用还处在探索时期，进一步加强对碳稳定同位素技术的应用研究，对于提高育种效率和水平具有重要意义。 相似文献
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荔波喀斯特森林4种木本植物水分来源的稳定同位素分析 总被引：6，自引：0，他引：6
中国南方喀斯特区气候湿润,但土层浅薄,土被不连续,储水能力差,水分成为限制因子,土层下广厚基岩为植物根系生长提供了空间,形成其独特的水分机制。采用氢氧稳定同位素技术与测定植物清晨水势的方法,选取贵州南部荔波茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生林、次生林及因人类砍伐退化的喀斯特灌丛,分析测定其中4种常见优势木本植物小枝木质部水分及土壤水、表层岩溶带水氢氧同位素值的相关性,确定植物水分来源,并通过相关模型计算水源贡献比;探讨喀斯特森林生态系统中植物水分利用策略。结果表明:无论雨季或旱季,表层岩溶带水是喀斯特植物的稳定水源。各植被类型都主要利用土壤水,在降水减少的10月,灌木林和原生林对表层岩溶带水的用量比例提升,而次生林对土表水的用量更高。不同物种有不同的水分利用策略,常绿小乔木香叶树利用表层岩溶带水比例最高,显示其较深的根系;而落叶乔木圆果化香表现为较浅的根系和干季表土水利用比例较高的特征。 相似文献
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稳定同位素技术在植物水分研究中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
五十年代,地球化学家在研究与生命有关的稳定同位素时发现,生物体中稳定同位素──特别是碳、氢、氧稳定同位素的含量与其自身特点、生存的环境条件密切相关,这就为生态系统中生物地球化学循环的研究奠定了基础,同时也为研究植物的生理生化活动、代谢机理以及环境因子对植物的影响提供了新的武器,在一定程度上满足了植物水分研究对新技术的需要。 相似文献
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氢氧稳定同位素在淡水湿地森林水文过程研究中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
湿地森林在蓄洪防旱、净化水质等方面对区域水文过程起着重要的调控作用。以往对于淡水湿地森林水文的研究多集中在运用传统水文学方法研究单一水文过程,很少将各水文过程作为一个整体来研究,且各个过程对降水截留效应的影响程度也未全部量化。而利用水分子中天然存在的氢氧稳定同位素作为示踪剂可综合反映并量化植被和土壤对降水的截留能力。文中综述湿地森林对水文过程调控作用的国内外研究概况,探讨氢氧稳定同位素技术在湿地森林水文研究中的进展,包括大气降水、林冠穿透水、降雨径流、土壤水、地下水、蒸发水、植物水的水分来源及各水体的转化关系等。在全球变化背景下,运用氢氧同位素技术系统定量地分析降水在生态系统水文过程的分配比例对于揭示湿地森林植被结构对水文过程的调控机制等具有重要意义,同时也可为建立淡水湿地森林植被恢复模式和制定保护策略提供参考。 相似文献
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近几十年来，稳定同位素技术在流域生态水文研究中的应用日益广泛。文中重点综述了氢氧稳定同位素技术在大气降水水汽来源、径流分割、流域产流方式划分、非饱和带土壤水分运移、植物水分利用、不同水体相互转化及同位素水文模型等方面研究应用的最新进展，分析其存在的问题，展望该技术在流域生态系统水文过程研究中的应用前景和发展方向。 相似文献
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【目的】以雌雄异株山鸡椒为研究材料,分析雌雄植株在生殖生长过程中水分及氮素利用策略的性别特异性动态变化规律,以期为雌雄异株植物资源分配动态变化机制提供理论依据。【方法】测定雌雄植株在开花后105～165天共5个时期叶片养分含量(碳含量、氮含量、碳氮比)、稳定碳同位素组成(δ13C)、稳定氮同位素组成(δ15N),并分析其动态变化规律。【结果】1)雌雄株叶片δ13C平均值分别为-29. 38‰和-28. 08‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ13C值影响均显著,5个时期雌株δ13C值均显著低于雄株;且随发育进程雌雄植株δ13C值均不断下降。2)雌雄株叶片δ15N平均值分别为1. 90‰和2. 95‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ15N值均有极显著影响,开花后105～150天(即雌株果实中精油及柠檬醛含量快速积累期)雌株δ15N值显著低于雄株;随着发育进程,雌雄株叶片δ15N值均表现出双峰变化趋势,双峰出现在开花后105天和135天,雌株叶片δ15N在开花后120天达到最低值,雄株叶片在开花后165天时达到最低值。3)雌雄株叶片碳含量平均值分别为49. 44%和49. 28%。开花后105天和120天,雌株叶片C含量高于雄株叶片C含量,开花后135～165天(果实精油快速积累期到稳定期),雌株叶片C含量低于雄株。雄株叶片C含量随发育进程显著升高,而雌株叶片C含量在不同时期无显著差异。4)雌雄株叶片N含量平均值分别为1. 71%和1. 51%。性别对N含量影响显著,雄株叶片N含量均低于雌株(除开花后135天)。5)雌雄株叶片C/N平均值分别为29. 15和33. 72。性别对叶片碳氮比影响显著,雌株C/N值在不同发育时期均小于雄株,但发育时期对其无显著影响;随着发育时期推进,雄株C/N值下降程度高于雌株。6)雌雄植株叶片δ13C与N含量以及δ13C与δ15N之间均无显著相关性。【结论】山鸡椒雌雄植株在养分含量、水分及氮素利用策略存在差异,且在开花后105～165天表现出动态变化规律。雌株水分利用效率低于雄株,从果实精油及柠檬醛含量快速积累期到稳定期,雌株水分利用效率不断下降;雌株氮利用低于雄株,且随着植株发育,雌雄株叶片氮素利用效率均表现出双峰变化趋势;雄株叶片氮含量低于雌株,分配更多的氮素至花芽以保证花粉形成;果实精油快速积累期到稳定期,雌株叶片碳含量低于雄株,为果实及种子的形成提供更多的碳元素。 相似文献
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乌兰布和沙漠5种灌木的水分利用策略 总被引：9，自引：1，他引：8
利用稳定性同位素技术测定乌兰布和沙漠黑沙蒿、沙冬青、白刺、柠条锦鸡儿和梭梭5种灌木枝条木质部和土壤各层水分的δD值,分析它们在不同季节对不同深度土壤水分的选择性利用;并通过测定灌木叶片(同化枝)的δ13C值,分析4种C3植物的水分利用效率。结果表明:白刺在夏初和秋末主要利用土壤浅层30～60cm的水分,而其他4种灌木则随着季节的变化选择性利用不同深度的土壤水分;白刺在夏初的水分利用效率显著高于秋末(P0.05),黑沙蒿、沙冬青和柠条锦鸡儿的水分利用效率则比较稳定;沙冬青、白刺和柠条锦鸡儿的水分利用效率均高于黑沙蒿。 相似文献