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[期刊] 地理科学进展
[作者]
柳景峰 丁明虎 效存德
大气水汽氢氧稳定同位素是认识大气环流和水循环的重要信息指标,本文从影响水汽稳定同位素含量的物理过程入手,即源区蒸发、传输及凝结等方面,系统介绍了影响水汽氢氧稳定同位素的平衡分馏和动力分馏的理论基础;回顾了传统观测方法、近期发展的激光光谱仪及卫星遥感红外光谱仪等大气水汽同位素观测新手段,重点分析了光谱仪及遥感观测方法的优势及应用,表明实时观测和遥感监测成为目前水汽同位素研究的主要手段;总结了目前大气水汽同位素观测研究在同位素基础理论、地表过程等方面的主要进展,汇总分析了大气水汽同位素环流模型的发展和应用,表明同位素环流模型在全球及区域气候过程、古气候恢复以及环境信息重建方面具有独特的优势,将会成为今后气候系统研究的新方法;最后提出水汽同位素研究的新焦点即高时空分辨率的实时观测、氢氧同位素的新指标如过量17O以及同位素气候模型的发展完善及应用。
[期刊] 林业科学
[作者]
张蓓蓓 徐庆 姜春武
【目的】研究安庆地区大气降水氢氧同位素特征、水汽来源和运移过程,为揭示安徽沿江地区森林生态系统水循环过程对气候变化的响应机制提供科学依据。【方法】运用氢氧稳定同位素技术测定安庆地区2015年6月至2017年6月(25个月)共155个大气降水样品的氢氧同位素组成,得出大气降水线方程;建立安庆地区大气降水中氢氧稳定同位素值与气温、日降水量相关关系,分析影响该地区降水中氢氧同位素组成变化的主要因素;计算大气降水过量氘值用以示踪水汽来源,并运用HYSPLIT气团轨迹模型进一步验证水汽来源结果的可靠性。【结果】安庆
[期刊] 林业科学研究
[作者]
高德强 徐庆 张蓓蓓 马迎宾 陈婕 刘世荣
[目的]鼎湖山自然保护区地处我国热带与亚热带交汇处,在全球气候变化研究中占居独特而重要的地位。全球气候变化背景下,降水格局变化将影响区域森林生态系统内部小气候。降水是森林生态系统水循环过程中重要的输入因子,研究鼎湖山大气降水氢氧稳定同位素特征和水汽来源,对探讨该地区森林生态系统水循环过程、森林群落演替动态及区域水资源合理利用和管理等具有重要理论和实践意义。[方法]运用氢氧稳定同位素技术,研究和分析鼎湖山2013年8月2014年8月13个月108个大气降水的氢氧同位素组成及与环境因子的关系,并运用HYSPL
[期刊] 林业科学研究
[作者]
陈婕 高德强 徐庆 郝玉光 马迎宾 张蓓蓓
［目的］内蒙古西鄂尔多斯荒漠生态环境脆弱、气候变化较敏感，探究该地区大气降水氢氧稳定同位素组成及其水汽来源，对揭示我国西鄂尔多斯荒漠生态系统水循环过程、减缓或防止土地沙漠化和制定区域水资源合理利用策略等具有重要的理论意义。［方法］本研究运用稳定同位素技术，分析了西鄂尔多斯荒漠夏季大气降水的δＤ和δ１８Ｏ组成、关系及其影响因素，同时，运用ＨＹＳＰＬＩＴ气团轨迹模型判定了该地区夏季大气降水的水汽来源。［结果］西鄂尔多斯夏季大气降水氢氧稳定同位素关系为δＤ＝７．２８７δ１８Ｏ＋１．１７０；大气降水δＤ（δ１８Ｏ）与降水量呈负相关关系（Ｐ０．０５）；大气降水过量氘．．．
[期刊] 林业科学研究
[作者]
徐庆 刘世荣 安树青 姜春前 刘兴良
根据四川卧龙自然保护区2003年7月—2005年6月2个水文年大气降水的氢、氧同位素组成,提出卧龙地区大气降水线方程为δD=9.4431δ8O+28.658(r=0.943,n=74,p<0.05),卧龙地区夏季实测降水线与全球降水线吻合,揭示了该降水线方程的特征。对全年氘过量值(d)及夏季(...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
马潜 张明军 王圣杰 汪宝龙
中国东南部地区由于临近太平洋,常年受到季风水汽的影响,应用降水等各种水体中的氢氧稳定同位素信息来追踪大气水循环路径,已成为近年来较为常用的方法。本文根据中国东南部地区15个站点夏季风盛行期间(6-9月)的氢氧同位素资料,运用瑞利分馏理论,并结合水汽贡献率模型,对当地6-9月大尺度水汽循环模式、下垫面水体对高空大气的水汽贡献率以及云下二次蒸发效应进行了探讨。基于模拟结果和实测结果的对比分析显示,水汽的运行模式符合瑞利分馏理论。从沿海向内陆,水体的蒸发补给作用在逐步增强。应用水汽贡献率模型计算下垫面水体蒸发的水汽对上风向水汽的补给率,结果表明,东南部地区不同区域的水汽贡献率介于1.4%~4.1%之间,平均水汽贡献率为2.2%。通过计算所有数据的平均过量氘值(d),并与全球水循环平均状态下的d值(10‰)进行对比后发现,水体蒸发的补给作用与二次蒸发效应同时存在,且呈现此消彼长的趋势,越靠近内陆,二次蒸发作用的影响越微弱。
[期刊] 资源科学
[作者]
刘鑫 宋献方 夏军 于静洁 张学成
降水是流域水循环中重要的输入因子,对其同位素组分的研究有助于确定流域水体间的水力联系,还可反映流域综合自然地理及气象气候信息;结合地表水、土壤水及地下水同位素组分变化,可以确定降水入渗及产汇流过程、地下水补给及更新能力,进而为完整的水循环机理研究提供依据。结合水文气象观测,本文分析了黄土高原典型丘陵沟壑区岔巴沟流域2004年~2005年月降水以及曹坪西沟实验流域次降水环境同位素组分雨量效应、高程效应、季节变化、δD与δ18O间的关系等,并对不同时空尺度上大气降水线的变化规律进行分析,结果表明该地区不同年份及雨季前后,降水的水汽来源不同且经历蒸发过程差异较大;同时发现大气降水线中斜率与氘盈余之间...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
马明国 汤旭光 韩旭军 时伟宇 宋立生 黄静
岩溶地区碳循环具有地表与地下双层结构的相互渗透、有机与无机碳循环的相耦合以及生物与非生物过程的相关联等特征,相对于其他陆地生态系统更为特殊和复杂。中国西南地区是全球最大范围的喀斯特连续出露地区,前期研究结果表明该区域的碳循环路径与过程是基本清晰的,但岩石-土壤-植被-大气-水不同界面间的碳通量及迁移转化机制仍然不明确,亟待开展小流域尺度碳循环各个分量的精细观测,以及区域尺度的碳循环遥感估算和模型模拟工作。论文对西南岩溶地区碳循环观测与模拟研究的进展进行了梳理,在此基础上展望下一步需要重点开展的工作,该研究可以为评估全球气候变化对该地区影响及制定适应对策提供参考。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李广 章新平 张新主 吴华武 孙广禄 黄一民
为了揭示腾冲地区降水中氢氧稳定同位素特征,利用2009年1月~2011年12月腾冲地区339个降水样品资料,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究。结果表明:腾冲地区大气降水中δ18 O值变化范围为-26.78‰~4.05‰,δD值变化范围为-200.95‰~36.89‰,均处于全球降水δ18 O与δD值变化范围内。天气尺度下,腾冲地区降水中δ18 O的变化具有显著的降水量效应以及反温度效应。但是,在季风降水期间,如果相邻两天都有降水发生时,腾冲地区降水中δ18 O值变化并不一定遵循"降水量效应"。利用ECMWF(European Centre for Medium-Range...
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
哈丽古丽·艾尼 伊丽米努尔 阿丽亚·拜都热拉 卡依拉·阿布都艾尼 玉米提·哈力克 海妮肯·山台 吴天忠
根据8个不同胡杨林附近的地下水氢氧稳定同位素、水化学成分以及胡杨林的生长指标,探讨了南北疆不同生境胡杨林地下水的化学和氢氧稳定同位素特征及其与胡杨生长的关系;对地下水中氢氧同位素之间的关系进行了分析,发现不同生境胡杨林地下水的δ~2H为-83.710‰～-35.826‰,平均值为-55.086‰;δ~(18)O为-12.351‰～-5.175‰,平均值为-8.656‰.地下水的氢氧同位素关系为:δ~2H=7.18δ~(18)O+7.23,r~2=0.97.不同生境胡杨林地下水主要阳离子为Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+,主要阴离子为HCO~-_3、SO_4~(2-)和Cl~-,其地下水的水质类型以Cl~--SO_4~(2-)-HCO~-_3-Na~+-Mg~(2+)、Cl~--HCO~-_3-SO_4~(2-)-Na~+-Mg~(2+)、HCO~-_3-Cl~--SO_4~(2-)-Na~+-Ca~(2+)、SO_4~(2-)-Cl~--HCO~-_3-Na~+-Mg~(2+)、SO_4~(2-)-Cl~--HCO~-_3-Na~+-Ca~(2+)、HCO~-_3-Na~+、SO_4~(2-)-HCO~-_3-Na~+和SO_4~(2-)-Cl~--HCO~-_3-Na~+-Ca~(2+)为主.基于采集水样点附近的胡杨生长量的调查数据,于田县(阿日系马扎)幼龄胡杨的平均树高[(6.80±0.62) m]和成熟胡杨的平均胸径[(110.67±15.95) cm]高于其他地点;甘家湖国家级自然保护区的幼龄胡杨的平均胸径[(19.11±0.37) cm]和树冠[(5.12±0.43) m]高于其他地点;成熟胡杨在于田县(喀尔克)的平均树高[(22.40±4.13) m]和树冠[(15.52±1.63) m]高于其他地点.
[期刊] 林业科学研究
[作者]
徐庆 王婷 高德强
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。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王鹏 宋献方 袁瑞强 韩冬梅 张应华 张兵
农作物耗水规律的研究对提高农业用水效率,缓解我国华北地区的水资源短缺现状具有重要意义。论文基于水文监测与氢氧稳定同位素方法,以山西省运城市董村农场为例,研究了夏玉米在不同生长期的根系吸水深度变化,以及农田灌溉条件下SPAC系统的水分通量。研究结果表明,夏玉米拔节期、开花期和成熟期的主要根系吸水深度分别为0～20 cm(96%～99%)、20～50 cm(58%～85%)、0～20 cm(69%～76%),在整个生长期内存在着先由浅变深,后由深变浅的规律;夏玉米漫灌后,蒸腾量占蒸散发量的71.3%,深层入渗损失量占到灌溉水量的43.3%,灌溉水的利用率仅为40.4%,应采取措施减小深层入渗量以提...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李静 吴华武 李小雁 贺斌 裴婷婷 蒋志云 鲍志诚
水分条件是直接影响农作物产量高低的主要限制因子之一,但对青海湖流域油菜和燕麦植物水分利用方式的认识尚不清楚。论文收集油菜和燕麦整个生育期内降水、植物和土壤水氢氧稳定同位素组成,并通过直接对比法和多源混合模型定量地计算出油菜和燕麦对不同深度土壤水分利用比例。结果表明:降水中同位素组成表征出较大的波动性变化,浅层土壤水同位素组成受蒸发作用影响明显富集于深层土壤水分,且土壤水中同位素在垂直方向上呈浅层土壤水较富集于深层土壤水。油菜在生育期内根系吸水方式在浅层和深层土壤间发生明显的转换,如在蕾薹期、开花期、灌浆期
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李静 吴华武 李小雁 贺斌 裴婷婷 蒋志云 鲍志诚
水分条件是直接影响农作物产量高低的主要限制因子之一,但对青海湖流域油菜和燕麦植物水分利用方式的认识尚不清楚。论文收集油菜和燕麦整个生育期内降水、植物和土壤水氢氧稳定同位素组成,并通过直接对比法和多源混合模型定量地计算出油菜和燕麦对不同深度土壤水分利用比例。结果表明:降水中同位素组成表征出较大的波动性变化,浅层土壤水同位素组成受蒸发作用影响明显富集于深层土壤水分,且土壤水中同位素在垂直方向上呈浅层土壤水较富集于深层土壤水。油菜在生育期内根系吸水方式在浅层和深层土壤间发生明显的转换,如在蕾薹期、开花期、灌浆期及成熟期主要依赖于0~10 cm(95.1%)、0~10 cm(68%和44.8%)、30~60 cm(69.9%)及0~10 cm(38.8%)的土壤水分。而燕麦根系吸水范围却没有表征出明显的改变,在整个生育期内土壤水分利用深度在0~30 cm间变化。这将为高寒地区耕作方式调整及发展节水高效的现代农业提供理论依据。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
高德强
鼎湖山自然保护区地处我国热带与亚热带交汇处,在全球气候变化研究中占居独特而重要的地位。关于鼎湖山森林水文模型建立、降水量和地表径流水化学特征等方面前人用传统水文学方法做了较好地研究,但对鼎湖山典型森林(季风常绿阔叶林、马尾松针阔混交林和马尾松针叶林)生态系统水循环过程还缺乏全面理解和整体认识,林中优势植物水分来源、水分利用率以及森林生态系统水文过程定量研究较少;而在研究森林植被对水文过程的影响中,已存在于水分子中的氢氧稳定同位素是很好的示踪剂。稳定同位素技术在森林水文过程研究中的优势在于:它可以将森林生态
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