一般說來(lai),丘陵起伏的地形,造成河水不能外泄,常在河口低洼處停蓄起來(lai)成湖(hu),也就是河口湖(hu)。河口湖(hu)又稱為“終(zhong)點湖(hu)”、“尾閭湖(hu)”。指處于內流河河口、尾閭、終(zhong)點的湖(hu)泊。
由于氣(qi)候變(bian)化、人口增多、工農(nong)業發展,加(jia)之水(shui)資源總量不足、時空分布不均等因素,導致不少地區的尾閭湖出(chu)現地下(xia)水(shui)位下(xia)降、綠洲面積減少、沙(sha)塵暴天氣(qi)增加(jia)等問題。
湖(hu)泊(bo)周(zhou)邊的生(sheng)(sheng)態(tai)系統發生(sheng)(sheng)變化(hua),植被(bei)的多樣性和數量(liang)減少,生(sheng)(sheng)態(tai)環境面臨嚴(yan)重破壞(huai)。為(wei)了改(gai)善尾(wei)閭湖(hu)的現狀,加強水(shui)資源管(guan)理,人(ren)工輸水(shui)成(cheng)為(wei)首要選擇(ze)。基于此(ci),生(sheng)(sheng)態(tai)輸水(shui)對湖(hu)區植被(bei)的影響(xiang)成(cheng)為(wei)不少科(ke)研團隊(dui)的研究方(fang)向。
內陸河下游生態輸水區白刺灌叢的水分利用策略:基于穩定同位素數據
在干(gan)旱(han)地(di)區(qu),內陸河(he)流域的(de)尾(wei)閭(lv)湖(hu)通(tong)常(chang)是(shi)綠洲邊(bian)緣阻止(zhi)風沙侵(qin)襲(xi)的(de)天(tian)然屏障,其生(sheng)態水文(wen)效應(ying)普遍(bian)表現為(wei)以地(di)表水、地(di)下水和天(tian)然降(jiang)水為(wei)特(te)征(zheng)的(de)植(zhi)被(bei)水分(fen)關系。水分(fen)是(shi)尾(wei)閭(lv)湖(hu)周邊(bian)沙地(di)植(zhi)被(bei)穩定的(de)關鍵制約因(yin)子,植(zhi)物-土壤水分(fen)關系是(shi)沙地(di)生(sheng)態水文(wen)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)重要組成部分(fen)。沙生(sheng)植(zhi)物通(tong)過(guo)(guo)根系吸(xi)收有(you)限的(de)水分(fen)之(zhi)后(hou)通(tong)過(guo)(guo)根—莖—葉逐層(ceng)向上(shang)傳(chuan)輸,以滿足植(zhi)物葉片光合(he)和蒸騰等生(sheng)理活動的(de)需求(qiu),維持(chi)(chi)植(zhi)物的(de)正常(chang)生(sheng)長。為(wei)適應(ying)持(chi)(chi)續干(gan)旱(han)的(de)生(sheng)境條件,植(zhi)物通(tong)過(guo)(guo)調節其生(sheng)理特(te)性等形(xing)成特(te)定的(de)抗旱(han)機制。
基于此,在(zai)本(ben)研(yan)究(jiu)中,來自西北師(shi)范大(da)學的(de)(de)研(yan)究(jiu)團隊(dui)于2019年植(zhi)物生長季在(zai)中國西北石羊河流域(yu)尾閭湖青土湖區收集(ji)了0–10,10–20,20–30,30–40,40–50和(he)50–60 cm層(ceng)的(de)(de)土壤、植(zhi)物莖部、降(jiang)水(shui)、地下(xia)水(shui)和(he)湖水(shui)。利(li)用LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(北京理加聯合科技有限公司)提取土壤和植物莖中的水分。并測定了不同水體同位素數據(δ2H和δ18O)和相關水文氣象數據,以揭示尾閭湖區典型植被對生態輸水的響應機制。研究結果有助于我們了解干旱內陸河流域下游人工輸水背景下植物的適應機制,為水資源的合理利用和生態建設提供參考。
研(yan)究(jiu)區概況
【結果】
不同水體穩定同位素組成的時空動態
2019年青土湖(a)降水、溫度、相對濕度和(b)不同水體δ2H和δ18O的時間變化。
土壤剖面中SWC、δ2H、δ18O和Lc-excess的時空動態。
不同水體中δ2H與δ18O的關系
青土湖周邊地區不同水體中δ2H與δ18O的關系(a、c分別為不同月份土壤水的δ2H和δ18O 箱體圖)。
人工輸水期植被水分來源
不同距離的白(bai)刺灌叢(cong)潛在水源的貢(gong)獻率
【結論】
本(ben)研(yan)究(jiu)利用(yong)穩定(ding)同位素對石羊河(he)尾閭(lv)青土湖白刺灌叢(cong)的(de)(de)水(shui)分利用(yong)策(ce)略(lve)進行了(le)研(yan)究(jiu),為進一步了(le)解尾閭(lv)湖區(qu)植(zhi)(zhi)被對生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)輸(shu)(shu)水(shui)的(de)(de)響應機制提供了(le)參考(kao)。本(ben)研(yan)究(jiu)雖然(ran)是石羊河(he)流域尾閭(lv)區(qu)典型(xing)植(zhi)(zhi)被對生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)輸(shu)(shu)水(shui)適應性(xing)的(de)(de)案例(li)研(yan)究(jiu),但考(kao)慮(lv)到生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)輸(shu)(shu)水(shui)是干旱區(qu)下游常(chang)用(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)修復方式,本(ben)研(yan)究(jiu)在干旱區(qu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)建設中具(ju)有(you)普遍意義(yi)。此外(wai),還應考(kao)慮(lv)到終端(duan)湖區(qu)植(zhi)(zhi)被水(shui)源非常(chang)單一,高度依賴生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)輸(shu)(shu)水(shui)量和(he)時間,本(ben)身具(ju)有(you)一定(ding)的(de)(de)脆(cui)弱性(xing)。因此,加(jia)強(qiang)(qiang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)輸(shu)(shu)水(shui)政策(ce)的(de)(de)穩定(ding)性(xing),培育抗旱能(neng)力更(geng)強(qiang)(qiang)的(de)(de)植(zhi)(zhi)物(wu),是內陸河(he)末端(duan)湖泊生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)建設的(de)(de)關鍵環節。
作者得到了如下結論(lun):
1. 尾閭湖區白刺灌叢用水(shui)的12.33%直接來(lai)自(zi)(zi)(zi)生(sheng)態輸(shu)水(shui),77.88%來(lai)自(zi)(zi)(zi)輸(shu)水(shui)形成的土(tu)壤水(shui),只有9.79%來(lai)自(zi)(zi)(zi)降水(shui);
2. 隨著樣(yang)地距離(li)湖泊集水(shui)區的(de)距離(li)增加,白刺灌叢(cong)逐漸(jian)由主(zhu)要利(li)用表(biao)層(ceng)土(tu)壤水(shui)和湖泊水(shui)轉向以(yi)利(li)用中(zhong)深層(ceng)土(tu)壤水(shui)為主(zhu);
3. 生態輸(shu)水周期影響(xiang)白刺灌(guan)叢的水分利(li)用策略,非(fei)輸(shu)水期植物利(li)用深層土壤水、吸收降水的比例增加。
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