基于氢氧稳定同位素浑善达克沙地天然黄柳吸水来源和耗水耦合研究

基于氢氧稳定同位素浑善达克沙地天然黄柳吸水来源和耗水耦
合研究
随着全球气候的变化和经济的迅猛发展,生态环境日益恶化,生态和工业用水的矛盾逐渐增加,这种情况在干旱半干旱地区尤为突出。

天然植物对恢复荒漠土地生产力和维持生态平衡起着极为重要的作用。

天然灌木林是浑善达克沙地防风固沙的极佳树种,为探索天然灌木在有限的水资源环境下的生存情况,需研究灌木在不同季节的水分利用来源、形式及与其耗水量之间的关系。

本文基于氢氧稳定同位素示踪的方法,以黄柳为研究目标,分析了其植被-土壤水分运移规律,同时结合黄柳生育期的蒸腾量,研究了黄柳的吸水来源和耗水耦合关系。

主要的研究成果为：(1)利用氢氧稳定同位素示踪原理,分别研究了降水、土壤水和地下水等可供给植物水分的各潜在水源在不同季节的水分变化特征和氢氧同位素的分布规律,其中当地大气降水线方程为：δD=7.44δ
18O+2.11(R2=0.93),其斜率小于全球降水线方程的斜率。

(2)基于氢氧稳定同位素示踪原理,通过对植物茎干水和潜在水源的D、18O对比分析,定性判断黄柳根系的主要吸水层位,并根据能量平衡原理建立多源线性混合模型定量计算出各潜在水源对黄柳的水分贡献率。

结合不同月份温度、大气降水、地下水埋深等因子对植物水分吸收情况的影响,分析了黄柳的抗旱机制,结果表明黄柳可以通过自身调节朝着优势水源的方向发展以适应不同环境。

(3)根据当地气象数据和黄柳的生理生态特征的实测数据,利用FAO推荐的双作物系数法,计算出研究区参考作物蒸散量ET。

,推算出黄柳在生育期内的作物系数K。

,从而计算出天然黄柳的生育期内耗
水量为296.67mm,并与实测黄柳耗水量进行了有效性检验,其相关系数为0.92,两者表现出显著的相关性。

(4)将黄柳生育期的吸水来源和耗水耦合,通过对不同季节黄柳的耗水量和降水、土壤水相应的定性分析,表明在降水出现亏缺的时候,土壤水成为植物的主要水分来源,同时定量分析了黄柳蒸散量所需水分来源的贡献量,反映出黄柳应对不同季节的良好的抗旱适应机制。