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干旱条件下土壤中锌的有效性及与植物水分利用的关系 被引量：19
1
作者 汪洪 汪立刚 +1 位作者 周卫 金继运 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1178-1184,共7页
我国北方地区石灰性土壤上缺锌与干旱限制因子同时存在,影响作物生长和产量提高。本文综述了干旱胁迫影响土壤锌的有效性和植物对锌吸收利用的可能机制:土壤中锌不同形态间的转化与化学行为、根际土壤中锌的移动性、植物根系形态和生理... 我国北方地区石灰性土壤上缺锌与干旱限制因子同时存在,影响作物生长和产量提高。本文综述了干旱胁迫影响土壤锌的有效性和植物对锌吸收利用的可能机制:土壤中锌不同形态间的转化与化学行为、根际土壤中锌的移动性、植物根系形态和生理反应、植物体内锌的运输以及植株对锌的需求等在水分胁迫下都可能发生变化。植物锌营养状况可能与植物气孔开闭、活性氧代谢和基因转录因子-锌指蛋白的形成等关系密切,从而影响植物对水分的吸收利用和对干旱胁迫的适应。 展开更多
关键词 干旱 锌 植物水分利用
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碳氢氧稳定同位素在陆地生态系统植物水分利用研究中的应用 被引量：3
2
作者 徐庆 任冉冉 +2 位作者 张蓓蓓 左海军 高德强 《陆地生态系统与保护学报》 2022年第1期73-81,共9页
水分是影响陆地生态系统植物生长、分布及其对生境适应性的主要因素。在不同陆地生态系统中,非生物环境及植物群落组成的不同导致各系统中植物水分利用格局存在差异,尤其在全球气候变化背景下,降水格局的改变增加了不同陆地生态系统间... 水分是影响陆地生态系统植物生长、分布及其对生境适应性的主要因素。在不同陆地生态系统中,非生物环境及植物群落组成的不同导致各系统中植物水分利用格局存在差异,尤其在全球气候变化背景下,降水格局的改变增加了不同陆地生态系统间植物水分利用格局的差异。然而,当前对不同陆地生态系统植物水分利用过程及影响机制缺乏系统和全面的总结。因此,本文系统梳理了碳氢氧稳定同位素技术在森林、湿地、荒漠、草原、林草复合、农田、城市等陆地生态系统植物水分利用策略研究中的应用,分析了不同生态类型植被在气候变化下的水分利用机制,展望了稳定同位素技术在量化植物水分利用研究中的前景与发展趋势,为揭示植物对不同陆地生境变化的生理生态适应机理、阐明植物在陆地生态系统中碳水平衡的关系等具有重要意义。 展开更多
关键词 氢氧稳定同位素 碳稳定同位素 陆地生态系统 植物水分利用
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黄河中游湿地优势植物水分利用的同位素研究 被引量：2
3
作者 许秀丽 李云良 郭强 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期6079-6089,共11页
在黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下,探究沿黄湿地植物水分利用来源是揭示黄河湿地生态系统演替机制的重要基础.本文以汾河入黄典型河口湿地为研究区,分析旱季(5月)和雨季(9月)不同水源(降水、土壤水、地下水和河水)和优势植物... 在黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下,探究沿黄湿地植物水分利用来源是揭示黄河湿地生态系统演替机制的重要基础.本文以汾河入黄典型河口湿地为研究区,分析旱季(5月)和雨季(9月)不同水源(降水、土壤水、地下水和河水)和优势植物的氢氧同位素特征,辨析湿地水分的补给来源和植物水分利用比例,探讨植物干湿季水分利用策略.结果发现,湿地地下水δ^(18)O、δD值同当地降水和汾河水相比明显贫化,地下水接受当地降水的有效补给仅在雨季,地下水主要来自黄河水侧渗并向汾河排泄.浅层土壤水(0~20cm)主要受降水补给,深层土壤水(20~80cm)则来自毛细地下水和汾河水补给.旱季,不同植物出现了水分利用的生态位分离现象,小型草本小香蒲(Typha minima,(46%±7%))和假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites,(95%±1%))对浅层土壤水利用率最高,大型草本水莎草(Juncellus serotinus)主要利用深层土壤水和地下水(89%±23%),而芦苇(Phragmites australis)主要利用河水、地下水和深层土壤水(86%±19%);雨季草本植物均主要利用深层土壤水、地下水和河水,表现出水分利用的生态位重叠.灌木柽柳(Tamarix chinensis)的水源存在季节转换,旱季均衡利用多种水源,雨季主要利用浅层土壤水(68%±5%).在未来暖干气候背景下,柽柳灵活的水分利用模式具有更大的生存优势,而草本植物间的水分竞争可能加剧.研究结果可加强对黄河中游湿地生态系统演变机制的认识,为湿地生态环境建设提供科学依据. 展开更多
关键词 黄河中游 植物水分利用 水源补给 氢氧同位素 河口湿地
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内蒙古荒漠草原植物水分利用特征差异及对环境因子的响应 被引量：3
4
作者 刘雨 高光耀 +2 位作者 李宗善 王聪 田立德 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第19期7924-7935,共12页
水分是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因子,水分利用是反映植被对环境变化响应的关键生态水文过程。目前缺少对干旱半干旱区草原不同科、属植物水分利用特征差异的系统分析,且植物水分利用特征与环境因子的定量关系需要进一步研究。... 水分是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因子,水分利用是反映植被对环境变化响应的关键生态水文过程。目前缺少对干旱半干旱区草原不同科、属植物水分利用特征差异的系统分析,且植物水分利用特征与环境因子的定量关系需要进一步研究。在内蒙古荒漠草原进行样带调查,采集7个样地0—100 cm深度土壤样品和15种植物根茎结合部(茎秆)、叶片样品,测定土壤水、植物水中δ^(2)H和δ^(18)O和植物叶片δ^(13)C的同位素,利用MixSIAR模型确定不同科、属植物水分来源比例,分析不同科、属植物水分利用来源和水分利用效率的差异,并建立植物水分来源比例及水分利用效率与各环境因子的定量关系。结果表明:(1)禾本科和菊科植物主要利用0—30 cm深度土壤水(55.63%和51.84%),其叶片δ~(13)C(-26.61‰和-27.91‰)均低于其他科(包括柽柳科、藜科和蔷薇科)(-26.36‰),且其他科主要利用60—100 cm深度土壤水(36.83%),水分利用策略更有利于在干旱条件下生存。(2)针茅属植物对0—30 cm深度土壤水的利用(55.28%)和叶片δ~(13)C(-26.38‰)高于蒿属(31%和-28.14‰),较高的水分利用效率使其在干旱环境中具有较强的生态适应性。(3)植物对不同深度土壤水的利用比例和叶片δ~(13)C对不同环境因子的响应有所差异,其中植物水分来源比例主要受年均降雨量、年均温和叶周长影响(P<0.05)。本研究揭示荒漠草原植物水分利用特征,有助于理解植物对环境变化的响应策略,同时对该地区生态系统管理提供理论依据。 展开更多
关键词 荒漠草原 植物水分利用 环境因子 响应关系 稳定同位素
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绍兴淡水湿地人工林优势树种水分利用策略 被引量：7
5
作者 马迎宾 张蓓蓓 +3 位作者 徐庆 高德强 郝玉光 黄雅茹 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期140-150,共11页
【目的】 以浙江省绍兴市汤浦水库库区3种15~20年生湿地人工林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)中的优势树种美洲黑杨、北美枫香、柳叶栎、河桦和池杉为研究对象,分析3次不同量级降水后9天内各树种植物水δD组成,定量阐明不同量级降水对各... 【目的】 以浙江省绍兴市汤浦水库库区3种15~20年生湿地人工林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)中的优势树种美洲黑杨、北美枫香、柳叶栎、河桦和池杉为研究对象,分析3次不同量级降水后9天内各树种植物水δD组成,定量阐明不同量级降水对各树种植物水的贡献率及各树种的水分利用策略,为该地区湿地人工林生态系统水循环过程的定量研究、水资源合理利用及管理提供理论依据。【方法】 利用氢氧稳定同位素技术,分析植物茎(木质部)水δD随采样时间(雨后9天内)的动态变化,并将植物水δD与潜在水源(大气降水、雨前土壤水和浅层地下水等)的δD值进行比较,判断各树种水分来源,并运用贝叶斯混合模型(MixSIAR)计算不同量级降水对各树种植物水的贡献率。【结果】 汤浦水库库区淡水湿地人工林优势植物水主要来源于大气降水、雨前土壤水和浅层地下水;降水事件是影响植物水δD以及该次降水对植物水贡献率的主要因子;降水后9天内,小雨(7.5 mm)对阔叶林中各树种植物水的贡献率表现为北美枫香(45.2%~1.5%)>美洲黑杨(38.0%~0.6%)>柳叶栎(31.2%~0.8%),小雨对针阔混交林中各树种植物水的贡献率表现为河桦(39.0%~0.6%)>池杉(32.4%~0.8%)>柳叶栎(25.5%~0.6%);中雨(14.5 mm)和大雨(35.0 mm)对阔叶林中各树种植物水的贡献率表现为美洲黑杨>柳叶栎>北美枫香,中雨和大雨对针阔混交林中河桦植物水的贡献率皆最高;小雨、中雨和大雨对针叶林中池杉植物水的贡献率分别为40.2%~2.6%,58.2%~2.7%和67.4%~20.9%。【结论】 汤浦水库库区淡水湿地人工林各优势树种能够快速吸收利用当次降水;小雨对浅根(0~20 cm)树种植物水的贡献率较高,而中雨和大雨对根系分布较深树种植物水的贡献率更高,该库区针阔混交林和阔叶林中的深根和浅根树种具有不同的水分利用策略,有利于该湿地人工林群落的稳定和各树种共存。建议今后在我国长三角地区进行淡水湿地植被恢复过程中,应考虑选择根系分布不同的树种混种,以合理利用水资源、维持湿地森林生态系统的稳定性。 展开更多
关键词 植物水分利用 稳定同位素 淡水湿地人工林 根系分布 汤浦水库
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滇东南岩溶山地不同恢复模式云南松水分利用策略的差异 被引量：8
6
作者 户红红 陈进豪 +3 位作者 牟洋 方薇 匡媛媛 范弢 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期37-44,共8页
研究云南松不同恢复模式下的水分利用策略以探究植物合理的种间配置结构,为岩溶区脆弱生态环境的恢复提供重要的科学依据。通过测定云南松及混交群落内4种植物(清香木、香樟、滇青冈、锥连栎)的茎秆水和不同水源的氢氧同位素值,结合植... 研究云南松不同恢复模式下的水分利用策略以探究植物合理的种间配置结构,为岩溶区脆弱生态环境的恢复提供重要的科学依据。通过测定云南松及混交群落内4种植物(清香木、香樟、滇青冈、锥连栎)的茎秆水和不同水源的氢氧同位素值,结合植物叶片碳同位素值,进而探究植物的水分利用策略。结果表明:1)岩溶地下水是喀斯特植物的稳定水源,云南松混交林中20~60 cm土壤层含水量显著高于纯林,旱雨季最大相差10.36%和15.19%,表明混交林内水分条件更好。2)云南松混交林相较于纯林,水源的利用比例季节波动小,旱季香樟与清香木加大了对岩溶地下水的利用比例18.1%、19.2%,降低了种间竞争,其深根提升上来的水分又可惠及云南松及浅根植物。3)与纯林中云南松相比,混交林中云南松叶片δ13C值季节变化小,表明水分利用效率相对稳定。云南松可以与清香木、香樟等阔叶树种混交种植,能够提高云南松的存活率,也减少植物群落在水源利用中的竞争。 展开更多
关键词 云南松 稳定氢氧同位素 叶片δ13C 植物水分利用
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基于稳定氧同位素的毛乌素沙地旱柳和小叶杨水分来源 被引量：1
7
作者 翟巧婷 张铁钢 +4 位作者 许丽 高海波 杨波 赵春光 杨晓东 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第6期804-815,共12页
确定干旱地区不同植被的水分来源情况,掌握不同水分条件下植被对潜在水源的利用率,对毛乌素沙地提高水资源利用效率以及更加合理地利用水资源具有重要意义。通过分析旱柳(Salix Matsudana)和小叶杨(Populus Simonii)木质部水、土壤水和... 确定干旱地区不同植被的水分来源情况,掌握不同水分条件下植被对潜在水源的利用率,对毛乌素沙地提高水资源利用效率以及更加合理地利用水资源具有重要意义。通过分析旱柳(Salix Matsudana)和小叶杨(Populus Simonii)木质部水、土壤水和地下水的氧同位素组成,采用贝叶斯混合(MixSIAR)模型量化旱柳和小叶杨对土壤水和地下水的利用率。结果表明:旱柳和小叶杨各月土壤含水量和土壤水δ^(18)O值均随深度的增加呈现先增加后减少的趋势。生长季旱柳和小叶杨会调节各层土壤水或地下水的利用率适应环境变化。在降雨量较少时,旱柳和小叶杨对各层土壤水的利用率较为均衡,分别为21.6%~28.2%和22.6%~28.8%;当降雨量较多时,旱柳和小叶杨主要的水分来源均为浅层土壤水,利用率最大可达60.1%和52.1%。研究反映了旱柳和小叶杨对毛乌素沙地的水分适应情况,确定了干旱地区人工植被的水分利用模式,掌握了不同水分条件下植被对潜在水源的利用率,表明未来毛乌素沙地人工植被建设中要以水定绿,灌草结合,尽量少选择乔木等高耗水植物种作为固沙造林树种。 展开更多
关键词 植物水分利用 旱柳 小叶杨 稳定同位素 MixSIAR模型 吸水来源 地下水 毛乌素沙地
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基于同位素的神东矿区植物吸水深度及生态水位研究
8
作者 赫云兰 杨英明 +3 位作者 王玺凯 李可新 房鲁鹭 刘卓鸣 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期199-203,共5页
为了研究神东矿区煤炭开采造成的地下水位下降是否会对地表植被的生存产生威胁,以神东矿区分布最广泛的植物沙蒿为研究对象,采用水稳定同位素示踪技术研究神东矿区成年沙蒿的根系吸水深度,通过MixSIAR同位素混合模型分析成年沙蒿的土壤... 为了研究神东矿区煤炭开采造成的地下水位下降是否会对地表植被的生存产生威胁,以神东矿区分布最广泛的植物沙蒿为研究对象,采用水稳定同位素示踪技术研究神东矿区成年沙蒿的根系吸水深度,通过MixSIAR同位素混合模型分析成年沙蒿的土壤水分吸收策略。结果显示,研究区成年沙蒿的吸水的极限深度为2.5~3 m,沙蒿会较均匀的吸收不同深度的土壤水分,但其水分利用策略也会受到土壤含水率高低的影响。该研究揭示了研究区成年沙蒿的根系吸水深度和水分利用策略,从植物角度说明了该区域生态水位的下限是2.5~3 m。 展开更多
关键词 同位素 半干旱煤矿区 根系吸水深度 植物水分利用 生态水位
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北京山区侧柏用水来源随水分条件变化的多时间尺度 被引量：9
9
作者 刘子赫 贾国栋 +1 位作者 刘自强 邓文平 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期40-47,共8页
【目的】探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。【方法】以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm... 【目的】探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。【方法】以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm,平水年)、2016年(年降水量649.8 mm,偏丰年)和2017年(年降水量309.3 mm,枯水年),利用稳定氢氧同位素技术,结合MixSIAR来源混合模型,分析在不同年降水条件下侧柏用水来源特征;同步监测样地气象要素以及土壤含水率等信息,计算土壤相对可利用水分(REW),分析侧柏用水的水分来源与水分条件的相关性。【结果】1)深层(4~100 cm)土壤REW显著大于浅层(0~40 cm)土壤(P<0.05),降雨使得各层REW显著提高;雨季REW显著大于旱季。浅层(0~40 cm)土壤的REW在2016年(0.341)和2017年(0.360)中显著低于2015年(0.423)(P<0.05),而深层土壤REW在3年间差异均不显著,按年份顺序分别为0.613、0.618和0.587。2)侧柏的用水来源贡献率总体表现为深层土壤大于浅层土壤,但雨后的浅层土壤贡献率会升高。浅层土壤的侧柏用水贡献率在雨后和无雨分别为45.7%和44.5%;深层土壤的侧柏用水贡献率雨季(56.2%)高于旱季(54.8%),枯水年(57.8%)显著大于平水年(54.1%)和偏丰年(54.6%)。【结论】侧柏主要依赖于深层土壤水以维持其水分需求,次降雨和季节性变化均不会显著改变侧柏用水的土层来源格局,但年降水量显著减少时,侧柏显著依赖于深层土壤水。 展开更多
关键词 植物水分利用 不同水分条件 侧柏 北京山区
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基于碳氢氧同位素的桉树人工林水循环过程研究进展
10
作者 左海军 徐庆 +2 位作者 高德强 张蓓蓓 许文斌 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第2期71-77,共7页
桉树是我国南方地区重要的速生用材树种,在我国人工林资源中具有十分重要的地位。然而,桉树种植带来的生态环境问题日益受到关注,尤其在对桉树是否为“抽水机”、桉树大面积种植是否导致土壤干旱和地下水位下降等问题上一直存在诸多争... 桉树是我国南方地区重要的速生用材树种,在我国人工林资源中具有十分重要的地位。然而,桉树种植带来的生态环境问题日益受到关注,尤其在对桉树是否为“抽水机”、桉树大面积种植是否导致土壤干旱和地下水位下降等问题上一直存在诸多争议。碳氢氧稳定同位素为陆地生态系统水循环过程定量研究提供了有效和便捷的方法,能系统和定量地阐明桉树人工林生态系统水文过程、不同水体转化关系和桉树水分利用效率等。系统归纳了碳氢氧同位素在桉树人工林生态系统水循环过程(包括大气降水、林冠穿透水、地表水、土壤水、植物水、地下水及蒸发水等)和植物水分利用效率中的应用研究进展,指出了当前研究中存在的不足,展望了其未来研究和应用前景。研究结果可为我国桉树人工林可持续经营理念下的水资源优化管理提供科学依据。 展开更多
关键词 桉树人工林 氢氧稳定同位素 碳稳定同位素 水循环过程 植物水分利用
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