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[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
[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] 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] 自然资源学报
[作者]
姚天次 章新平 李广 黄煌 吴华武 黄一民 张婉君
不同水体中稳定同位素的差异性组成对认识区域水文过程，如水体的补给机制、不同水体间的相互作用具有重要意义。论文基于２０１０—２０１３年湘江流域岳麓山周边地区降水、地表水、浅层土壤水和地下水中δＤ和δ１８Ｏ的逐日数据及相关气象资料，分析了不同水体中稳定同位素的组成，揭示了不同水稳定同位素间的相互作用关系。结果表明：地表水、浅层土壤水和地下水中δＤ和δ１８Ｏ对日降水中δＤ和δ１８Ｏ的响应存在时滞，地表水和浅层土壤水的滞后时间较短，地下水的滞后时间较长；在天气尺度下，降水中δＤ和δ１８Ｏ存在很好的线性关系，二者的相关系数达０．９８；地表水、浅层土壤水和地下水中δＤ和δ１８Ｏ的线性相关系数分别为０．９５．．．
关键词：
岳麓山周边地区 水稳定同位素 水循环
[期刊] 林业科学
[作者]
刘效东 褚国伟 焦正利 张卫强 张倩媚 刘菊秀
【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化，为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象，依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范，对鼎湖山森林流域流动地表水、浅层地下水水质开展长期定位观测。【结果】研究期间（2005—2018年），鼎湖山流域大气降水整体呈现为弱酸性（pH值为5.85±1.10）；相较于同期大气降水，森林流域流动地表水显著酸化（pH值为4.76±0.58,P<0.01），而流域下游浅层地下水则有一定程度的酸度改善。整体上，大气降水的矿化度较低，且无论干、湿季，浅层地下水矿化度均极显著高于大气降水和流动地表水（P<0.01）；对溶解氧和化学需氧量指标的长期测定结果均表明鼎湖山森林流域地表水、地下水受人为污染的程度低，水质优。通过对水体中主要离子含量的比较分析发现，流域下游浅层地下水水体阳离子Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和阴离子SO_4~(2-)、Cl-含量均极显著高于流动地表水（尤其是Ca~(2+)和K~+增幅剧烈），而NO_3~-在地下水中含量却显著低于流动地表水（P<0.05）；除浅层地下水中SO_4~(2-)含量存在干、湿季间的显著性差异（P=0.03）外，其余离子的季节间差异均未达到显著水平。【结论】严格保护下的鼎湖山森林流域地表水、地下水水质均较优，可以作为该区域水环境治理的本底参考。
[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] 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] 林业科学
[作者]
冀春雷 徐庆 靳翔 刘世荣
评述树木年轮碳氢氧稳定同位素的基础理论、其在全球气候变化方面的应用研究成果及碳氢氧稳定同位素联合示踪技术在树木年轮对全球气候变化响应机制研究中的应用前景。
[期刊] 林业科学
[作者]
徐庆 安树青 刘世荣 蒋有绪 崔军
应用稳定氢同位素技术对四川卧龙巴郎山亚高山暗针叶林不同降水条件下3群落类型中降水、林冠穿透水和壤中流的变化动态进行跟踪研究。结果表明:降水δD与降雨量负相关显著(R2=0.456,p=0.043),降雨氢同位素存在显著的雨量效应。降水δD与林冠穿透水δD差异不显著(p=0.863)。壤中流δD与降水δD有明显差异(p=0.049),表明壤中流补给来源是降水,但不一定是当日当次降水直接补给。降水量的升高或降低引起壤中流δD升高或降低。当降水量0～10mm时,影响在降雨后第4天发生;当降水量在10～20mm时,影响在降雨第2～3天后发生;当降水量在20～30mm时,影响在降雨1～2天后发生。显示出...
[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] 自然资源学报
[作者]
崔军 安树青 徐振 徐庆 王中生 刘世荣
论文对巴郎山区夏季降雨和不同海拔样地穿透水的H、O同位素特征进行了研究。由于8月底9月初冷气团的到来较大地改变了降雨的同位素特征,该地区夏季大气降水线为δD=9.93δ18O+26.07,偏离全球降水线(GMWL)较多。降雨的温度效应和雨量效应表现出相互交叉的现象,表明该地区温度和雨量是交替起主导作用而引起降雨同位素组成变化的。H的同位素效应比O明显,其原因是H同位素分馏比O剧烈,从而对环境因子的响应比O灵敏,因此H同位素在森林水文研究中比O更有用。H同位素值在不同样地穿透水间存在差异,这是由它们不同的植被结构及周边微环境因子引起的水分蒸发状况和对雾水截获能力差异导致的。穿透水和降雨同位素值间...
[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] 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。
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