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研究背景水分是限制植物生長的關(guān)鍵因素,特別是在全球氣候變化的背景下,干旱半干旱地區(qū)的生態(tài)水文過程和植被水分利用策略受到顯著影響。煤礦開采,尤其是露天礦,對環(huán)境破壞嚴(yán)重。黑岱溝露天煤礦位于黃土高原生態(tài)脆弱區(qū),礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)已成為重點工作。排土場的植被恢復(fù)對于合理利用水土資源和促進(jìn)煤礦可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。目前,礦區(qū)生態(tài)修復(fù)中的水問題研究主要集中在土壤水文效應(yīng)、物理性質(zhì)和坡面侵蝕等方面,但對植物水源及其利用機(jī)制的定量研究較少。利用穩(wěn)定同位素技術(shù),可以高效分析植物的水源,并通過多源混合模型量化各水源的貢獻(xiàn)率。例如,深根植物通常利用深層土壤水,而淺根植物則更多依賴淺層水分。由于煤礦開采擾動了土壤結(jié)構(gòu),植物的水源利用方式與自然狀態(tài)下有所不同。此外,雨季的不同月份中,植物水源及其利用機(jī)制也存在差異。  因此,本研究以黑岱溝露天礦排土場為例,分析蒙古松、檸條和紫花苜蓿在雨季的水分來源及其利用機(jī)制,并提出兩項假設(shè):H1,三種植物的水源可能相似;H2,不同月份的水源利用程度會有所不同。實驗過程研究區(qū)黑岱溝露天煤礦位于準(zhǔn)格爾煤田中部(圖1),礦區(qū)屬溫帶半干旱大陸性氣候,海拔1256m,年平均氣溫7.2 ℃,年平均降雨量408mm。研究期間,6月至8月的總降雨量占全年的70%以上。無霜期在125至150天之間,平均日照時數(shù)為3119.3 h。礦區(qū)排土場為多級臺地式排土場,由搗蒜溝排土場、東排土場、北排土場、西排土場、內(nèi)排土場、東排土場6座排土場組成。土壤類型以黃綿土為主,養(yǎng)分含量較低。該區(qū)植被屬暖溫帶草原區(qū),以低矮稀疏的天然植被為主,蓋度不足30%,優(yōu)勢種有長山針茅、蒙古百里香、賴草等。排土場內(nèi)人工植被有檸條、臭柏、山杏等(表1)。圖1. 研究區(qū)域的位置表1. 研究區(qū)域概況選擇3種典型的可恢復(fù)樣地的植物作為研究對象,即蒙古楊樣地、檸條樣地和苜蓿樣地(圖2)。試驗于2023年6月...
發(fā)布時間: 2025 - 03 - 06
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基于根系水穩(wěn)定同位素探究旱柳枝條水與土壤水之間的同位素失配現(xiàn)象 【摘要】越來越多的野外研究發(fā)現(xiàn)了植物莖干水與其潛在水源之間的同位素失配現(xiàn)象。然而,同位素偏移的形成原因尚不清楚,并且不確定它們是發(fā)生在根系吸水過程還是在從根部到枝干的水分傳輸過程。因此,該研究以旱柳(Salix matsudana Koidz)為研究對象,通過約每三天一次的采樣頻率測定了土壤?根系?樹木枝條連續(xù)體中各組分(如總體土壤水、移動水、地下水、根系水和樹木枝條水)的穩(wěn)定同位素值(δ2H和δ18O),結(jié)果表明:(1)移動水和總體土壤水的同位素值有明顯的分離,但隨著土層深度的增加,兩者之間同位素值的差異逐漸減??;(2)根系水接近于束縛水的同位素值,但不同于總體土壤水的同位素值??傮w土壤水與根系水之間的δ2H和δ18O 的最大差值分別為?8.6‰ 和?1.8‰;(3)樹木枝條水僅與 100-160 cm深度的根系水同位素值相似,并且在試驗期間保持穩(wěn)定,表明旱柳始終利用穩(wěn)定的深層水源??傮w上,旱柳枝條水與其潛在水源之間的同位素失配反映了根系水和總體土壤水之間的同位素偏移,這與土壤水的異質(zhì)性密切相關(guān)。該研究揭示了不同移動性的土壤水、根系水和樹木枝條水同位素值之間的關(guān)系,有助于加深對根系水分吸收和運輸過程的理解?!狙芯繀^(qū)域】該試驗是在中國黃土高原北部六道溝小流域 (38°46′-38°51′N...
發(fā)布時間: 2022 - 01 - 28
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LICA LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(tǒng) 技術(shù)文獻(xiàn):斷陷盆地高原面典型巖溶洼地旱季土壤水氫氧同位素時空差異特征 以云南省蒙自斷陷盆地東山山區(qū)典型巖溶洼地為研究區(qū),通過野外采集土壤樣品與實驗室測試分析相結(jié)合的方法,運用穩(wěn)定同位素技術(shù)研究旱季不同深度土壤水氫氧同位素組成,揭示區(qū)內(nèi)土壤水氫氧同位素時空變化特征,為進(jìn)一步研究云南斷陷盆地山區(qū)土壤水分運移機(jī)制和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)合理利用和管理水資源提供科學(xué)依據(jù)。 結(jié)果如下:1. 土壤水δD、δ18O同位素值的變化范圍分別為-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分別為-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨轉(zhuǎn)化為土壤水和水分在土壤中重新分布時發(fā)生一定程度的氫氧同位素分餾。2. 旱季兩個月份土壤水氫氧同位素組成發(fā)生變化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分別為-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,顯著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸發(fā)作用強(qiáng)烈有關(guān)。3. 在空間上,坡地與洼地之間土壤水氫氧同位素組成存在差異,2月份坡地與洼地之間土壤水δD、δ18O值差異顯著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏輕;4月份坡地與洼地之間土壤水...
發(fā)布時間: 2020 - 02 - 07
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