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[期刊] 西南农业学报
[作者]
邢丹 肖玖军 王晓红 张芳 韩世玉 罗朝斌 梁彦平
为揭示石漠化桑园土壤水分动力学机制及进一步研究桑树水分利用策略提供依据,采用稳定同位素技术研究黔西北石漠化桑园(贵州省毕节市七星关区清水铺镇大地村)050 cm剖面土壤水氢氧稳定同位素的时空变化特征。结果表明:黔西北石漠化桑园土壤水中氢氧同位素具有良好的线性关系:δD=8.39δ(18)O+13.76,R2=0.98。土壤水中氢氧稳定同位素组成具有明显的季节变化特征,表现为春季(δD和δ(18)O平均值分别为-33.9‰±18.5‰和-5.8‰±2.0‰)>夏季(分别为-41.4‰±8.8‰和-6.4‰±
关键词：
石漠化桑园 土壤水 稳定同位素
[期刊] 林业科学
[作者]
徐庆 刘世荣 安树青 蒋有绪 林光辉
根据2003年夏季测得的四川卧龙自然保护区亚高山暗针叶林地区3个不同群落的降水、土壤水、浅层地下水(泉水)氢稳定同位素含量(δD),分析土壤剖面各层次土壤水氢稳定同位素的变化规律及其与水分迁移的关系。结果表明:1)土壤表层(枯枝落叶层)水δD受降水δD的直接影响,并且与降水δD有相同的变化趋势;2)A、B、C群落土壤垂直剖面的土壤水δD空间分布形式反映了降水δD的时间变化特征。0~20cm上层土壤水δD值很低,20~40cm时迅速升高,50~60cm时基本稳定,50~60cm深层土壤水δD受浅层地下水δD的影响增强;3)土壤水δD介于降水δD与浅层地下水δD之间,表明卧龙亚高山暗针叶林土壤水源...
关键词：
土壤水 氢稳定同位素 暗针叶林 四川卧龙
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
邓国江 刘光生 陈联荣 廖怡平
识别多年冻土区坡面土壤水分迁移过程是认识寒区产汇流过程的关键。同位素技术可在不破坏土壤原始结构情况下，最大限度获取水文过程信息。基于长江源多年冻土流域活动层融化期(融化深度100 cm左右)采集的典型坡面土壤水、地下水、降水和河水样品，分析不同水体的稳定同位素特征，探索土壤水分迁移规律。结果表明：研究区土壤水δ~(18)O为-14.58‰～-1.58‰,均值为-8.25‰;δD为-103.88‰～-14.99‰,均值为-59.94‰;土壤水、河水和地下水同位素点均分布于局地大气降水线附近，表明降水为上述水体的主要来源；蒸发线的斜率和截距均小于局地大气降水线，其中地下水线(GWLE)的斜率最低，且地下水呈重稳定同位素富集现象，说明地下水受蒸发和混合效应的影响，在迁移转换过程中经历了一定程度的蒸发；根系层结构的复杂性使其土壤水的同位素值变幅最大，也存在重稳定同位素富集现象，其较低的氘盈余(d-excess)表明根系层经历了强烈的蒸发分馏过程；研究期除河水外其他水体随时间变幅较大；降水对于土壤水同位素的影响较小，而地下水和20～50 cm土壤水对河水的贡献占主导地位。本研究对于认识寒区产汇流过程具有积极意义，也为寒区径流过程模拟及预测提供参考依据。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
贾丽欣 双睿辰 邵金良 孟凡乔 吴迪
为探究云南普洱地区有机茶身份辨识特征，完善高原有机茶身份辨识技术，选取云南省普洱市的5个代表性有机种植认证茶园（ZX、LS、CYT、YS、HL）和相邻的5个常规茶园（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5），采集300余份茶叶和土壤样本，结合稳定同位素比例质谱仪、元素分析仪等测定茶叶和土壤的δ~(15)N丰度、δ~(13)C丰度、全氮、全碳、有机碳、碱解氮等指标，通过因子分析和判别分析的方法构建了有机茶叶同位素-土壤性质判别模型，并使用Holdout法进行验证。结果表明：不同茶园有机茶叶与相邻常规茶叶相比未表现出一致的δ~(15)N,δ~(13)C值差异规律，因此，使用单一稳定同位素因子难以鉴别有机茶。通过进一步对茶叶和土壤性质进行因子分析，筛选出6个适合判别的特征向量，构建了基于同位素特征和土壤性质的多元有机判别模型，其判别函数方程为：y=-0.081（茶叶δ~(15)N)+0.819（茶叶δ~(13)C)+0.093（土壤全氮）+2.117（土壤全碳）-0.155（土壤有机碳）+2.870（土壤p H)+4.232,y<0.5为常规茶，判别准确度为92.3%。综上，基于同位素特征值和土壤性质参数指标构建的多元有机判别模型可实现云南省普洱市高原有机茶身份的准确判别。
[期刊] 资源科学
[作者]
徐振 安树青 王中生 崔军 刘世荣
植被冠层穿透水有重要的水文学和生态学意义,但目前的工作主要集中在森林植被,缺乏灌丛植被穿透水的报道;而灌丛植被在高山区的水文过程中具有重要作用。为此,在四川卧龙自然保护区3个川滇高山栎灌丛样地收集降水、穿透水和相应的气象资料,测定降水和穿透水的稳定同位素特征,分析各个样地穿透水量和穿透水率的变化,以及穿透水与降水稳定同位素值的差异及变化原因。结果表明穿透水量与降水量呈显著一元线性关系,穿透水率与降水量呈对数正相关。当降水量大于10mm/天时,样地B的穿透水有83.3%出现聚集效应,发生聚集效应时平均穿透水率为114.4%,样地C的穿透水有33.3%发生聚集效应,此时平均穿透水率为104.5%,...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴华武 章新平 孙广禄 黄一民 申林 郭丽香
根据2010年1月～2011年2月长沙地区日降水中δD、δ18 O资料,分析了该地区天气尺度下降水中δD、δ18 O变化特征。结果表明:在天气尺度下长沙地区大气降水中δ18 O与降水量、水汽压、温度及相对湿度之间存在显著的负相关关系,表明该地区降水中δ18 O的变化具有显著的降水量效应、湿度效应及反温度效应。长沙地区的大气降水线为:δD=8.38δ18 O+17.3,该方程与GNIP(Globe Network of Isotopes in Precipitation)提供的长沙在月尺度下所得到的大气水线方程的斜率和截距相近,但斜率和截距都比GMWL(Globe Meteoric Water ...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈琦 郭锦荣 李超 王翰琨 吴春生 邓文平 刘苑秋 叶清 李晓东
氢氧稳定同位素技术被广泛用来研究水循环过程中的水汽来源、水量平衡及不同水体间的补给关系。以2016年4月至2017年4月在庐山地区三个不同研究点(庐山西北面莲花镇,山顶牯岭镇和东南面海会镇)采集的102个次降水样品同位素资料为基础,应用线性回归分析和对比分析等方法,对庐山地区大气降水中氢氧稳定同位素和氘盈余的时空分布特征及大气水汽来源进行了研究。结果发现:庐山地区夏半年降水中的稳定同位素值δ18O平均值(-6.1‰)小于冬半年(-4.8‰);氢氧同位素特征和氘盈余呈现明显的季节差异;平均氘盈余值(10.6‰)大于全球大部分地区的评估值(10.0‰);当地大气降水线(LMWL)δD=7.45δ18O+8.36与全球大气降水线(GMWL)δD=8δ18O+10相比,其斜率和截距均偏小。结合HYSPLIT后向轨迹模型分析同位素特征发现,庐山地区大气水汽夏半年主要来源于低纬度南海和印度洋,冬半年来自于干燥的华北和西北内陆;局地水汽影响和地理位置差异导致了降雨同位素特征的空间差异性。本研究可为今后展开庐山地区水循环过程的研究提供科学依据。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李娜 孙占祥 张燕卿 刘恩科 李凤鸣 李纯乾 李菲
【目的】研究辽西褐土丘陵区典型小流域不同土地利用方式下经侵蚀沉积过程沉积土壤碳来源,为合理调控小流域土壤侵蚀造成的土壤碳流失提供科学参考。【方法】通过对辽西丘陵沟壑区小流域野外取样,研究小流域沉积土壤碳的来源并量化其贡献。通过GIS结合GPS技术对小流域4种不同土地利用类型(耕地、林地、草地、沟渠)表层土壤及小流域拦沙坝3个位点(S1坝前、S2坝中、S3坝后)0-100 cm土壤剖面进行取样,结合碳、氮同位素混合模型对沉积土壤碳源进行解析。【结果】利用~(13)C和~(15)N同位素特征及其元素组成(土壤有机碳和全氮)对辽西丘陵沟壑区侵蚀沉积物土壤有机碳进行了定性和定量鉴定。辽西丘陵沟壑区小流域沉积物中有机碳主要来源为耕地,其次是沟渠、草地和林地。耕地贡献平均为58.75%,沟渠25.49%,草地6.49%,林地9.2%。【结论】碳氮稳定性同位素模型作为一种重要的"指纹"工具可以成功应用于辽西丘陵沟壑区小流域沉积土壤碳来源定性及定量的分析。研究成果可以为受水力侵蚀的小流域的土壤保护和养分流失控制以及维持生态系统的可持续性提供理论参考。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
文林琴 栗忠飞 黎明钰 王兴永 叶纬平
[目的]研究石漠化区域植被群落及土壤物理特征,为石漠化脆弱生态环境综合治理及植被恢复重建提供重要依据。[方法]在黔西南石漠化典型区域,选取重度、中度、轻度和无石漠化4个等级的样地,测定样地中植被盖度与生物量,计算植物群落的生物多样性指数(多样性指数、丰富度指数、均匀度指数、优势度指数);采集0～10,10～20,20～30 cm土层的土样,测定土壤体积质量、含水量、田间持水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度;最后分析了6个土壤物理指标与植被盖度、生物量和生物多样性指数的相关性。[结果]1)随着石漠化程度的改善,草本生物量下降,灌木及乔木生物量均显著上升,植被总生物量和盖度均显著上升。2)随石漠化程度的改善,物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均总体上升,其中无石漠化样地以上3个指标分别为2.26,10.50和1.01,显著高于其他等级石漠化样地(P<0.05);而重度石漠化样地优势度指数达0.39,显著高于其他等级石漠化样地(P<0.05)。3)随着石漠化程度的改善,土壤含水量、毛管持水量、田间持水量、土壤总孔隙度和毛管孔隙度平均值均增加,而土壤体积质量则下降。4)相关性分析结果表明,植被生物量、盖度分别与土壤体积质量呈显著和极显著负相关关系,与土壤含水量、毛管持水量、田间持水量、总孔隙度和毛管孔隙度均呈显著或极显著正相关关系。多样性指数、均匀度指数与土壤体积质量呈显著的负相关关系(P<0.05),与田间持水量和总孔隙度呈显著的正相关关系(P<0.05),与土壤含水量呈极显著的正相关关系(P<0.01);优势度指数仅与毛管孔隙度呈显著的正相关关系(P<0.05);而丰富度指数与各土壤物理指标间均无显著相关关系。[结论]贵州省黔西南州石漠化演变过程中,植被、土壤物理特征均产生了显著改变,地表植被的演进对土壤物理特性产生了较为明显的促进作用。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
宋春林 孙向阳 王根绪
为揭示青藏高原东南缘贡嘎山地区的大气降水稳定同位素特征和水汽来源，利用贡嘎山东坡亚高山地区２０１２年５月至１０月实测的大气降水稳定氢氧同位素和气象资料，分析了贡嘎山地区的降水线特征、降水稳定氢氧同位素时空分异特征及其与气候因子之间的关系和氘盈余特征，并运用ＨＹＳＰＬＩＴ模型探讨了该区的水汽来源特点。结果表明：贡嘎山亚高山地区大气降水线方程为δＤ＝９．４０１ ９×δ１８ Ｏ＋２８．５３０ ３（‰）（Ｒ２＝０．９８３ ３，Ｐ＜０．００１），反映了该区湿润、多雨、气温较低的气候特点；该区大气降水稳定氢氧同位素季节变化明显，雨季先降低后升高；降水中氢氧同位素的高程效应显著且存在季节差异；降水稳定氢氧同．．．
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李维杰 王建力 王家录
为阐明西南地区不同地形对于降水稳定同位素的影响以及各个水汽团在地理上的分界线,选取四川盆地、云贵高原、青藏高原东部及横断山脉3个地区共10个研究点作为本次研究的对象,分析了西南地区大气降水中δD、δ18O的时空变化特征,并初步建立了3个地区大气降水线,探讨了降水稳定同位素与温度、降水量及水汽来源之间的关系,并利用HYSPLIT4.9模型分析追踪冬夏半年降水事件的水汽来源及运移路径。结果表明:西南地区降水稳定同位素存在显著的高程效应;δ~(18)O=-0.0028H-3.93,R=0.89,降水中δ~(18)O和δD值表现出由四川盆地—云贵高原—青藏高原东部与横断山脉地区逐渐贫化的趋势,季节变化规律特征为冬半年整体偏重,而夏半年整体偏轻。同时西南地区除昆明与成都地区外,d值整体上表现出夏低冬高的特征,符合我国季风降水影响区域的特点。3处地区大气降水线(LMWL)与全球大气降水线(GMWL)相比,四川盆地、青藏高原东部及横断山脉地区斜率与截距明显偏小,而云贵高原斜率与截距偏大,其主要与水汽凝结时温度、蒸发条件、水汽来源以及输送方式有关。温度效应和降水量效应在不同地区主导性存在差异,四川盆地地区、云贵高原地区、青藏高原东部以及横断山脉地区整体上不存在温度效应,存在显著降水量效应。西南各地区主导型水汽团也存在差异性,通过对不同地区冬夏季风期间主导型水汽团初步分析,受单一性水汽团影响的区域主要分布于西南部与东北部,而受多种水汽团影响的区域主要分布于西北部与东南部;贵阳-安顺一线处于西太平洋水汽团与孟加拉湾水汽团交界处,成都-卧龙-黄龙一线处于西太平洋水汽团与西风带水汽团的交界处。
[期刊] 资源科学
[作者]
侯士彬 宋献方 于静洁 刘鑫 张广英
本研究以位于太行山区北部的河北易县崇陵流域为对象,对流域内三种典型植被(荒草、刺槐林、侧柏林)下不同深度土层的土壤水及流域内降水进行同步观测及取样,室内进行稳定同位素氘和氧-18含量测定,以18O为例对降水入渗过程中的稳定同位素变化进行了研究。通过对2004年的数据进行分析,获得崇陵流域当地大气降水线(δD=6.2441δ8O-7.158,R2=0.7727,n=55),其降水中稳定同位素时间变化波动较大且缺少规律性,降水中稳定同位素含量同降水量呈二次相关关系,大于15mm的降水雨量效应较显著。土壤水中的稳定同位素较降水普遍富集,其中荒草地土壤水中稳定同位素值较刺槐林地和侧柏林地整体偏高,表现...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
黄瑾 余龙飞 李文娟 黄平
氧化亚氮(N_2O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N_2O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N_2O的同位素值δ~(15)N~(bulk)(N_2O中~(15)N在整体水平上的同位素特征值)、δ~(18)O(N_2O中~(18)O在整体水平上的同位素特征值)以及δ~(15)N~(sp)(N_2O分子内~(15)N的位点特异性同位素值),可以示踪N_2O来源、指示N_2O产生的微生物作用途径,在N_2O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N_2O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ~(15)N~(bulk)、δ~(18)O和δ~(15)N~(sp)在分析N_2O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N_2O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ~(15)N~(sp)等N_2O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N_2O溯源研究。图2参80
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郭政昇 郑国璋 赵培 肖杰
利用黄河中游地区9个站点的降水同位素数据,分析其时空分布特征及环境效应,并模拟代表站点的气团运移轨迹,利用OLR技术研究水汽源区变化及输送过程对夏半年降水稳定同位素的影响。结果表明:δ18O有着较为明显的季节性变化规律,春夏较低,秋冬较高;空间分布则呈由东南向西北升高的趋势。大气降水线方程表现出明显的过渡性区位特征,降水量效应较为显著。水汽主要通过西北与东南两个水汽通道输送,东向水汽与青藏高原的热力、动力性质对流域的水源差异产生了较大影响。水汽源区变化与对流层中上部水汽含量场都与稳定同位素特征有着较强的对应关系,8、9月形成于西太平洋的热带辐合带(ITCZ)使东南季风成为夏季黄河中游地区主要的水汽输送通道。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
郭波莉 魏益民 魏帅 孙倩倩 张磊 师振强
【目的】分析牦牛肉中稳定碳、氮、氢同位素组成,以及它们受地域、牧草和饮水的影响,为其产地溯源及真伪鉴别提供技术支撑。【方法】从青海省海北、海南、玉树3个不同地域采集牦牛肉、牧草及水样品,利用GPS定位采样地的经度、纬度及海拔高度,利用元素-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)分析样品中稳定碳、氮、氢同位素比率。【结果】牦牛脱脂肌肉、粗脂肪中的δ~(13)C平均值分别为(-23.99±0.25)‰和(-28.77±0.50)‰;脱脂肌肉中的δ~(15)N和δ~2H平均值分别为(4.04±0.91)‰和(-107.99±11.08)‰。牦牛肉中δ~(13)C、δ~(15)N值主要受其食用的牧草影响,地域对牦牛肉中的δ~(13)C值也有一定的影响,即牦牛肉中δ~(13)C值有随海拔的增加而增加的趋势。青海省海北、海南、玉树3个地区牧草和水中的δ~2H值均有极显著差异,牧草中δ~2H值由高到低的顺序依次为海南>海北>玉树,水中δ~2H值由高到低的顺序依次为海北>海南>玉树。牦牛肌肉中δ~2H值由高到低的顺序依次为海南>海北>玉树,与牧草中δ~2H值的地域变化顺序一致。说明牦牛肉中的δ~2H值与牧草、饮水密切相关,均有随海拔升高而降低的趋势,且牧草对牦牛组织中氢同位素组成的影响可能大于水的影响,但这还需要进一步研究证实。【结论】牦牛肉中稳定同位素指纹与高海拔地区的牧草、饮水、地形密切相关,具有独特的指纹特征。
关键词：
牦牛肉 稳定同位素指纹 牧草 饮水
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