基于稳定同位素贝叶斯混合模型的南四湖水量来源定量解析 被引量：1

1

作者 白莹 王宗志 +1 位作者 谭浪 范丽丽 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1599-1610,共12页

为定量解析南四湖水源组成,厘清本地水与外调水的关系,精准保护湖泊水资源,本文建立了基于氢氧稳定同位素的贝叶斯混合模型,分析比较南水北调东线运行后调水期和非调水期不同水源对南四湖湖区的贡献比例及季节特征。结果表明:(1)流域降... 为定量解析南四湖水源组成,厘清本地水与外调水的关系,精准保护湖泊水资源,本文建立了基于氢氧稳定同位素的贝叶斯混合模型,分析比较南水北调东线运行后调水期和非调水期不同水源对南四湖湖区的贡献比例及季节特征。结果表明:(1)流域降雨受到一定程度局地蒸发的影响,夏季受海洋蒸发水汽的影响;(2)南四湖地下水、大气降水、入湖河流和外调水等不同水源对湖区水体的贡献比例受南水北调东线工程运行影响较大,调水期分别为5.4%、8.7%、31.2%和54.7%,外调水贡献比例最高;非调水期分别为22.9%、53.0%、6.7%和17.4%,大气降水贡献比例最高,入湖河流贡献相对较少。(3)南水北调东线调水实施后,调水期的外调水量对湖区的贡献占绝对优势,表明调水对南四湖水量变化发挥了重要作用,调水活动逐渐取代自然因素成为流域水量变化的主要驱动因子。 展开更多

关键词 南四湖 水源组成 南水北调东线 氢氧稳定同位素 贝叶斯混合模型

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稳定同位素模型在水生生态系统食物网中的研究进展 被引量：2

2

作者 赵永松 单秀娟 +2 位作者 杨涛 金显仕 韦超 《渔业科学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-13,共13页

水生生态系统食物网具有错综复杂的营养关系。稳定同位素技术的发展对了解生物间的摄食关系和食物网结构发挥着极为重要的作用。其中,稳定同位素混合模型(stable isotope mixing models,SIMMs)近年来的迅猛发展为进一步解决水生食物网... 水生生态系统食物网具有错综复杂的营养关系。稳定同位素技术的发展对了解生物间的摄食关系和食物网结构发挥着极为重要的作用。其中,稳定同位素混合模型(stable isotope mixing models,SIMMs)近年来的迅猛发展为进一步解决水生食物网的复杂性问题提供了有力的手段,尤其是在确定食物来源贡献和构建营养生态位方面。在本研究中,作者综述了稳定同位素模型的发展历程、主要模型的特点以及运行这类模型的条件;同时,对稳定同位素混合模型在水生生态系统食物网领域中的应用前景与局限性进行了总结与展望,以期为相关研究者提供参考。 展开更多

关键词 稳定同位素 水生食物网 食物来源 贝叶斯混合模型

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稳定同位素质量平衡混合模型的性能评估 被引量：4

3

作者 祝孔豪 李斌 +3 位作者 王康 郭钰伦 王维康 徐军 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期427-438,共12页

稳定同位素技术可以用于消费者营养溯源,以确定多种营养来源对消费者营养的贡献比重。因此,稳定同位素质量平衡混合模型已经是消费者营养溯源分析的必要方法之一。通常使用贝叶斯混合模型来估计不同营养来源的贡献;此类模型提供了每个... 稳定同位素技术可以用于消费者营养溯源,以确定多种营养来源对消费者营养的贡献比重。因此,稳定同位素质量平衡混合模型已经是消费者营养溯源分析的必要方法之一。通常使用贝叶斯混合模型来估计不同营养来源的贡献;此类模型提供了每个营养来源对消费者的贡献比例的概率分布特征。然而,混合模型拟合结果的好坏,及其与实际生态学理论的匹配水平,是模型性能的重要评价内容。例如,模型在不能很好地解析营养来源贡献时,仍将返回默认先验结果,给模型解释带来困难。为直接避免同位素构建消费者营养溯源分析中的诸多技术问题,文章将综述在拟合和评估贝叶斯混合模型时遵循的最佳实践。因此,文章基于实测的同位素数据集(蒙古鲌Culter mongolicus mongolicus同位素数据集),通过识别消费者营养功能类群特征、改变营养来源先验信息特征,构建系列贝叶斯模型;通过比较模型总体性能、实测值与预测值差异,及先验信息和后验信息差异等多种模型性能评价方法,来描述模型性能评价的方法和过程。通过这些方法的综合运用,将进一步提高消费者营养溯源准确性,为更深刻地认识食物网规律提供科学支撑。 展开更多

关键词 食物网 稳定同位素 贝叶斯混合模型 模型性能 消费者

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干旱半干旱区土壤水稳定性氢氧同位素混合模型研究 被引量：2

4

作者 陈定帅 高磊 +1 位作者 彭新华 陈效民 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期190-194,共5页

干旱半干旱区土壤水含量极低,可提取的土壤水量常不足以分析其稳定性同位素δD和δ18O组成,制约了稳定同位素技术在该地区的应用。本研究以干旱半干旱地区两种典型土壤为对象,将土壤水与超纯水按一定比例混合,稳定同位素分析发现土壤水... 干旱半干旱区土壤水含量极低,可提取的土壤水量常不足以分析其稳定性同位素δD和δ18O组成,制约了稳定同位素技术在该地区的应用。本研究以干旱半干旱地区两种典型土壤为对象,将土壤水与超纯水按一定比例混合,稳定同位素分析发现土壤水、混合水、超纯水的氢氧同位素在同一条直线上,呈极显著线性相关(R2>0.99,P<0.001),与端元混合模型计算结果非常吻合(R2>0.99,P<0.001),且不受土壤质地与有机碳等性质的影响。研究结果为干旱区土壤水氢氧同位素分析提供了有效的技术途径。 展开更多

关键词 干旱半干旱区 稳定性氢氧同位素 土壤水 端元混合模型

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大黄鱼组织碳氮同位素分析:预处理方式的影响

5

作者 齐林 黎莹 +6 位作者 李子倩 郑炜坤 张润 周涛 郑敏芳 陈梦雅 陈敏 《海洋学报》 北大核心 2025年第9期43-54,共12页

碳氮稳定同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)组成在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果,但相关研究报道仍显不足,缺乏对于其内在机制的规律性认识。本... 碳氮稳定同位素(δ^(13)C、δ^(15)N)组成在揭示鱼类的生理动态、营养关系和产地溯源等方面具有独特的优势。样品的预处理方式可能在很大程度上影响鱼类组织同位素测定结果,但相关研究报道仍显不足,缺乏对于其内在机制的规律性认识。本研究中,我们选取大黄鱼(Larimichthys crocea)—中国最重要的海洋养殖经济鱼类之一作为研究对象,评估了鱼体组织同位素分析前处理中两个关键步骤(肌肉去脂和鳞片酸浸)对大黄鱼组织碳氮稳定同位素组成的影响。结果表明,肌肉去脂操作总体上导致大黄鱼δ^(13)C测值显著升高,而对鳞片进行酸浸操作则导致δ^(13)C测值降低,同位素混合模型可以较好地解释预处理方式对鱼体组织δ^(13)C测值的影响。这两种预处理方式均导致鱼体组织δ^(15)N测值有所升高,暗示部分氮同位素信号的损失。根据鱼类生长过程中稳定同位素的动态平衡模型,建立了肌肉与鳞片碳氮同位素的理论替代关系,证实鳞片有望作为肌肉的替代物进行氮同位素分析。本研究为探讨大黄鱼稳定同位素组成的异质性提供了关键基础数据,对理解不同组织间的代谢动态具有参考价值,并为非致死性取样技术在鱼类稳定同位素研究中的应用提供了科学依据。 展开更多

关键词 碳氮稳定同位素 样品预处理 大黄鱼 同位素混合模型 非致死性取样

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20世纪南极菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱比例变化的同位素混合模型比较分析

6

作者 黄涛 张灿 蔡思盈 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期117-125,共9页

稳定同位素比值分析已成功用于示踪动物的食物来源研究,近年来已发展了多个同位素混合模型用于计算混合物中多来源物质的组成比例。本文以过去百年来南极菲尔德斯半岛南极毛皮海豹(Arctocephalus gazella)毛发的C、N同位素数据为基础,... 稳定同位素比值分析已成功用于示踪动物的食物来源研究,近年来已发展了多个同位素混合模型用于计算混合物中多来源物质的组成比例。本文以过去百年来南极菲尔德斯半岛南极毛皮海豹(Arctocephalus gazella)毛发的C、N同位素数据为基础,运用同位素混合模型中的欧几里得距离法、线性模型和贝叶斯模型进行计算、分析和比较,得到毛皮海豹食谱中南极磷虾(Euphausia superb)、南极电灯鱼(Electrona antarctica)和尼氏裸灯鱼(Gymnoscopelus nicholsi)所占比例随时间的变化趋势。各模型计算得出的结果可分为两组,分别是欧几里得距离法公式(1)和(2)的结果,表现为近百年来毛皮海豹食谱中Euphausia superb比例与其毛发稳定N同位素比值呈同步上升的趋势;第二组为欧几里得距离法公式(3)、线性模型和贝叶斯模型的结果,Euphausia superb比例与毛皮海豹毛稳定N同位素比值呈反相关关系。综合对比研究区域气候、海冰环境变化背景和已有的南极磷虾种群密度调查资料分析,第二组模型结果与实际情况较为相符,可用于讨论食物比例的时间变化趋势。近百年来,菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱中Euphausia superb的比例显著下降,很可能是由于区域气候快速变暖和海冰的消退造成的。本文的计算结果指示西南极半岛气候变暖已显著影响到区域海洋食物链变化。 展开更多

关键词 稳定同位素混合模型 贝叶斯混合模型 SIAR 南极毛皮海豹 食物变化 南极

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基于水化学和氮氧同位素的张家界地下水硝酸盐来源示踪

7

作者 刘慧林 李孝弟 +1 位作者 刘志尧 贺凯凯 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第11期61-68,共8页

为揭示湖南省张家界浅层地下水中硝酸盐来源及其转化过程,基于水化学和氮氧同位素(^(15)N-NO_(3)^(-)、^(18)O-NO_(3)^(-))分析,对民井、泉、地下河3种不同地下水类型进行硝酸盐示踪,并结合贝叶斯同位素混合模型对硝酸盐来源的贡献率进... 为揭示湖南省张家界浅层地下水中硝酸盐来源及其转化过程,基于水化学和氮氧同位素(^(15)N-NO_(3)^(-)、^(18)O-NO_(3)^(-))分析,对民井、泉、地下河3种不同地下水类型进行硝酸盐示踪,并结合贝叶斯同位素混合模型对硝酸盐来源的贡献率进行定量。结果表明:研究区地下水处于弱碱氧化环境,水化学类型以Ca^(2+)-HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)为主。不同类型地下水中NO_(3)^(-)浓度表现为民井>泉>地下河,NO_(3)^(-)浓度超标地点主要集中在永定区和武陵源区。地下水中NO_(3)^(-)主要来源于土壤有机质、粪肥或生活污水,其中粪肥或生活污水为最主要贡献来源,贡献率达到65.0%~83.3%。硝化作用主导了研究区浅层地下水中NO_(3)^(-)的转化过程,基本上不存在反硝化过程。 展开更多

关键词 地下水 硝酸盐 氮氧同位素 贝叶斯同位素混合模型

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用氢氧稳定同位素评价闽江河口区地下水输入 被引量：20

8

作者 章斌 郭占荣 +3 位作者 高爱国 袁晓婕 李开培 马志勇 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期539-548,共10页

通过分析闽江河口区降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素特征,揭示降水的环境同位素效应和地下水的形成演化规律,定量评价河口区多种水体的混合过程及地下水输入量。夏季的降水氢氧同位素组成相对贫化,呈现出降雨量效应。在δ18O与δ... 通过分析闽江河口区降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素特征,揭示降水的环境同位素效应和地下水的形成演化规律,定量评价河口区多种水体的混合过程及地下水输入量。夏季的降水氢氧同位素组成相对贫化,呈现出降雨量效应。在δ18O与δD关系图上,闽江北岸基岩裂隙水、平原及丘陵区浅层地下水均落在福州降水线上,而南岸平原及丘陵区浅层地下水大部分落在福州降水线右下方,其拟合线与降水线交点与5～9月农灌期降水氢氧同位素加权值接近,表明北岸地下水主要来自降水补给,而南岸地下水同时接受灌溉水和降水补给,并在入渗过程中经历了不同程度的蒸发作用。闽江河口段除接受两岸地下水补给外,局部河段还接受断裂带裂隙水补给。将线性端元混合模型、数字高程模型和地下水文分析法结合起来定量评价地下水的输入和各水体的混合过程,结果显示,在河口段淡水区,地下水混合比率上限为8.8%,其中包括0.4%的断裂带裂隙水;在河口段淡咸水混合区,淡水(河水、地下水)和海水的混合比为53∶47,其中地下水的保守混合比率为1.7%;枯水期闽江河口段地下水保守输入量为87.0 m3/s,是闽江径流量的12.8%。 展开更多

关键词 地下水 河水 海水 氢氧稳定同位素 线性端元混合模型 地下水输入通量 闽江河口区

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基于同位素和水化学的山区饮用水安全风险识别

9

作者 范丽丽 王宗志 +3 位作者 沙海飞 杜慧华 白莹 丁启 《环境监测管理与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期58-62,共5页

以安徽岳西潜水流域为研究区,采集地表、地下、温泉水样,测定水源水质并分析引发健康问题的主要超标因子硝酸盐,利用同位素(N、H、O)和水化学方法解析研究区硝酸盐来源与转化过程,并采用稳定同位素混合模型(SIAR)定量分析各来源的贡献... 以安徽岳西潜水流域为研究区,采集地表、地下、温泉水样,测定水源水质并分析引发健康问题的主要超标因子硝酸盐,利用同位素(N、H、O)和水化学方法解析研究区硝酸盐来源与转化过程,并采用稳定同位素混合模型(SIAR)定量分析各来源的贡献率。结果表明:化肥对硝酸盐贡献最大(占总量的68.7%),其次是大气降水(15.1%),畜禽粪便和污水的贡献率稍低(9.6%),土壤有机氮的贡献率最低(6.6%)。结合水化学与同位素示踪手段,精确溯源流域硝酸盐污染主要来源于化肥。 展开更多

关键词 同位素 硝酸盐 水化学 稳定同位素混合模型 山区饮用水

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产出水识别及受污染地下水水化学和氢氧稳定同位素特征 被引量：9

10

作者 张帆 王广才 +3 位作者 张茂省 孙萍萍 韩绪 郭江波 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期98-108,共11页

识别地下水污染来源、认识受该类污染源污染的地下水化学特征是地下水污染防治工作的重中之重。产出水作为石油、天然气工业的废水,具有组分复杂、危害性大的特点。针对受产出水污染的地下水研究较少,受污染地下水的特征以及识别该污染... 识别地下水污染来源、认识受该类污染源污染的地下水化学特征是地下水污染防治工作的重中之重。产出水作为石油、天然气工业的废水,具有组分复杂、危害性大的特点。针对受产出水污染的地下水研究较少,受污染地下水的特征以及识别该污染源的方法尚不明确的问题,笔者以延安某地下水污染场地为研究区,利用水文地球化学和氢氧稳定同位素的方法探讨受产出水污染的地下水的水化学和同位素特征,并通过对比地下水和油层水的钠氯系数、氯镁系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数对产出水进行识别。研究结果表明,该区域受产出水污染的地下水表现为高TDS和贫化的氢氧稳定同位素特征;其水化学类型以Cl−Na型、Cl−Mg·Ca·Na型为主,且随着受产出水影响程度降低,地下水由Cl−Na型转化为Cl−Mg·Ca·Na型,再到HCO3·SO4−Na·Ca·Mg型;离子比例关系较正常地下水混乱,无线性规律;受产出水污染的地下水的钠氯系数、氯镁系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数大小均在长6油层水的范围内,表明判断油气成藏条件的相关参数可以用来识别产出水污染。该研究探讨了受产出水污染的地下水的水化学特征和氢氧稳定同位素特征,提出对比地下水和油层水的相关参数来识别产出水污染的方法,对产出水污染场地的识别、认识、调查、监测、和修复具有重要意义。 展开更多

关键词 产出水 污染识别 水化学特征 氢氧稳定同位素 理想混合模型

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同位素信息在确定Green-Ampt入渗模型参数中的应用 被引量：1

11

作者 包为民 王涛 +2 位作者 胡琳 胡海英 瞿思敏 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期89-94,共6页

针对单独水文信息确定水文模型参数的信息量不足问题,以Green-Ampt入渗模型为例,结合同位素混合模型,应用氢氧稳定同位素信息确定Green-Ampt入渗模型参数,并通过室内降雨入渗实验验证。实验结果表明,同位素信息确定的Green-Ampt入渗模... 针对单独水文信息确定水文模型参数的信息量不足问题,以Green-Ampt入渗模型为例,结合同位素混合模型,应用氢氧稳定同位素信息确定Green-Ampt入渗模型参数,并通过室内降雨入渗实验验证。实验结果表明,同位素信息确定的Green-Ampt入渗模型参数与实测值接近,同位素信息和水文信息有效结合确定的模型参数比单一水文信息确定模型参数好。 展开更多

关键词 氢氧稳定同位素 GREEN-AMPT入渗模型 同位素混合模型 参数确定

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人类活动影响下异龙湖浮游植物碳氮稳定同位素变化特征 被引量：11

12

作者 王旭 郭雯 +6 位作者 王明果 李平 温雯雯 陈丽 郑昕 黄林培 陈光杰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3087-3099,共13页

于2020年9月~2022年6月在异龙湖开展了20个点位、8个季节的水体水质、浮游植物碳氮同位素信号等内容的系统调查与对比分析.结果表明,浮游植物δ^(13)C信号分布范围为-28.98‰~-22.32‰,呈现了丰水年份(-26.89‰±1.34‰)低于枯水年... 于2020年9月~2022年6月在异龙湖开展了20个点位、8个季节的水体水质、浮游植物碳氮同位素信号等内容的系统调查与对比分析.结果表明,浮游植物δ^(13)C信号分布范围为-28.98‰~-22.32‰,呈现了丰水年份(-26.89‰±1.34‰)低于枯水年份(-25.30‰±0.97‰)、9月高于其他月份等变化模式,同时出现了西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.浮游植物δ^(15)N信号分布范围为-0.28‰~10.25‰,且丰水年份(6.28‰±1.07‰)高于枯水年份(2.78‰±1.55‰),施肥季节(6、12月)低于其他季节,以及在雨季(9月)和旱季初期(12月)西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.统计分析表明,随着异龙湖水量的上升,具有较低δ^(13)C信号的流域无机碳输入增加、水体富营养化程度降低,可能改变了浮游植物利用的无机碳源及其生长速率,从而造成了浮游植物δ^(13)C信号的显著下降,反映了调水补水措施等人类活动影响下浮游植物δ^(13)C信号的快速响应.同时,浮游植物较低的δ^(15)N分布特征及其与水体NH4+-N浓度密切相关,反映了异龙湖氮素来源于以氨肥为主的农业面源污染影响,并通过浮游植物吸收等过程影响了湖泊生态系统的氮循环模式.而有机肥替代化肥措施实施后异龙湖浮游植物δ^(15)N呈现出随水量显著升高的特征,反映了生态环境修复措施显著改变了异龙湖的氮素来源.MixSIAR模型结果表明,异龙湖氮源中农业面源污染从枯水年份的88.4%下降至丰水年份的79.0%,其中化肥贡献率从41.2%下降至14.0%,有机肥占比从47.2%上升到65.0%,而点源污染贡献率则从11.6%升高至21.0%.由此可见,调水补水工程、有机肥替代化肥等人类治理活动降低了异龙湖水体的营养盐浓度,并通过增加δ^(13)C偏低的流域碳源和δ^(15)N偏高的有机肥氮源导致浮游植物δ^(13)C信号的降低和δ^(15)N信号的升高,反映了湖泊治理和环境修复措施对湖泊初级生产者碳氮稳定同位素及其循环过程产生显著影响. 展开更多

关键词 异龙湖 浮游植物 碳氮稳定同位素 湖泊修复 同位素混合模型

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基于氢氧稳定同位素示踪的秦岭森林小流域径流水源解析 被引量：5

13

作者 马天文 徐国策 +6 位作者 赵超志 毛金沙 徐明珠 熊海晶 魏全 方康 万顺 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2022年第3期545-557,共13页

江河源头区和水源涵养区的径流水源解析对深入理解流域水资源演变规律和水资源安全具有重要意义。选择汉江支流丹江的二级支流闵家河森林小流域,基于两次降雨事件下不同水体的氢氧稳定同位素采集分析,利用端元混合模型计算了两次典型降... 江河源头区和水源涵养区的径流水源解析对深入理解流域水资源演变规律和水资源安全具有重要意义。选择汉江支流丹江的二级支流闵家河森林小流域,基于两次降雨事件下不同水体的氢氧稳定同位素采集分析,利用端元混合模型计算了两次典型降雨事件下事件水(降雨)和事件前水(流域前期储水)对河道径流的贡献比例及其动态变化特征。结果表明:小雨和暴雨事件下,河道径流的δD值分别为-64.23‰~-53.95‰和-81.35‰~-67.68‰,电导率分别为328~413和301~426μS·cm^(-1),总体上先下降后上升,洪峰滞后最大降雨强度的时间分别为22和16 h;小雨和暴雨事件下事件前水的贡献比例为93.5%和77.1%,洪峰时事件前水的贡献比例均高于事件水;小雨和暴雨事件时间来源划分的平均不确定性在95%置信区间分别为34.4%和28.9%,说明划分结果总体较为可靠;流域对降雨的拦蓄作用显著,小雨和暴雨事件下事件水的贡献量转化为径流深后分别为0.20和3.04 mm,仅分别占对应降雨量的1.7%和5.9%。降雨前包气带湿润程度和降雨强度对降雨径流的形成过程具有重要影响。包气带越湿润,降雨强度越大,事件水对河道径流的贡献比例越高。因此,流域径流水源变化定量分析可以为变化环境下秦岭水源涵养、水源地保护和径流变化归因分析提供科学指导。 展开更多

关键词 水源解析 氢氧稳定同位素 电导率 端元混合模型 森林流域 径流分割 产流机制 秦岭

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亚热带典型植物水分利用来源变化的水稳定同位素分析 被引量：3

14

作者 王锐 章新平 +3 位作者 戴军杰 罗紫东 贺新光 关华德 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期202-209,共8页

旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用来源和了解区域森林系统水文循环过程,以长沙地区典型常绿植物樟树、刺杉和野茶花为研究对象,利用稳定同位素技术及Iso-source混合模型定量分析不同植物水分利用特征及其对降水的响应。结果表明:... 旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用来源和了解区域森林系统水文循环过程,以长沙地区典型常绿植物樟树、刺杉和野茶花为研究对象,利用稳定同位素技术及Iso-source混合模型定量分析不同植物水分利用特征及其对降水的响应。结果表明:在2018年9月至2019年2月的观测期内,0-10 cm土壤水中δD与降水中δD的变化趋势基本一致,均随时间变化逐渐偏正。随深度的增加,土壤水中δD受降水影响的程度逐渐减小并趋于稳定。在9-11月,3种植物对降水响应程度低,植物茎杆水中δD并未随降水中δD表现出明显偏正的趋势,在12月至翌年2月,3种植物对降水响应明显,植物茎杆水中δD与降水中δD变化趋势一致。观测期内3种植物水分利用深度均随时间变化由深变浅。在9月,3种植物主要利用60-100 cm土壤水,利用比例均超过65%。在10-11月,3种植物水分利用状况存在显著差异,樟树对0-10,10-20,20-60,60-100 cm 4个土层的水分利用较均匀,利用比例分别为28.2%,23.5%,22.0%,26.3%;刺杉主要利用0-10,60-100 cm土壤水,利用比例分别为56.4%和22.2%;林外野茶花主要利用0-20 cm浅层土壤水,利用比例为67.4%。在12月至翌年2月,3种植物主要利用0-10 cm土壤水,利用比例均在70%以上。 展开更多

关键词 水稳定同位素 Iso-source混合模型 土壤 植物 水分利用

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黑河上游葫芦沟流域不同水体稳定同位素特征 被引量：4

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作者 梅亮 匡星星 +3 位作者 梁四海 冯雨晴 何秋乐 宋爽 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第11期30-35,64,共7页

以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ^1... 以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ^18O+22.82;河水蒸发线方程(LEL)为δD=5.92δ^18O+2.56,斜率与截距均比全球大气降水线(GMWL)与LMWL的小,表明河水经历了强烈的蒸发作用,且河水的δ18O值从下游流域出口至上游源区逐渐降低,呈现明显的海拔效应(-0.46‰/100 m)。浅层地下水的蒸发线(LEL-S)的表达式为δD=7.69δ^18O+8.24,主要补给来源是降水,并排泄进河水;深层地下水的蒸发线(LEL-D)表达式为δD=6.09δ^18O+3.24,主要来源于古老水补给,也会接收现代水的补给。冻土活动层水分主要来源于降水(占比77.26%),其次来源于活动层季节性冰(占比22.74%)。 展开更多

关键词 水力联系 稳定同位素 端元混合分析模型 葫芦沟流域 黑河上游

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基于稳定同位素的消费者营养来源溯源的方法和过程 被引量：5

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作者 王康 祝孔豪 +1 位作者 郭钰伦 徐军 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期767-777,共11页

为降低利用稳定同位素分析对消费者营养来源进行溯源所造成的一定程度误读,文章基于实测同位素数据集(浮游动物同位素数据集),通过原始数据的简单统计检验、营养来源先验信息的矫正,构建系列贝叶斯模型;通过同位素空间的构建与检验,及... 为降低利用稳定同位素分析对消费者营养来源进行溯源所造成的一定程度误读,文章基于实测同位素数据集(浮游动物同位素数据集),通过原始数据的简单统计检验、营养来源先验信息的矫正,构建系列贝叶斯模型;通过同位素空间的构建与检验,及先验信息和后验分布差异等多种分析方法与步骤,来描述消费者营养来源溯源的方法和过程。以此为应用稳定性同位素技术开展消费者营养溯源研究提供指导。 展开更多

关键词 食物网 稳定同位素 贝叶斯混合模型 营养来源 先验信息

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昆明市黑龙潭岩溶泉氢氧稳定同位素分析 被引量：2

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作者 黄华诚 刘宏 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期445-451,共7页

黑龙潭位于昆明市北缘的五老山山麓,沿黑龙潭东支断裂带出露地表,该区分布三个岩溶泉,分别是:清水潭、浑水潭、小水潭,文章运用氢氧稳定同位素方法对它们进行连续的观测研究。通过对大气降水和泉水氢氧稳定同位素特征进行分析,揭示研究... 黑龙潭位于昆明市北缘的五老山山麓,沿黑龙潭东支断裂带出露地表,该区分布三个岩溶泉,分别是:清水潭、浑水潭、小水潭,文章运用氢氧稳定同位素方法对它们进行连续的观测研究。通过对大气降水和泉水氢氧稳定同位素特征进行分析,揭示研究区岩溶泉水的来源及泉域含水层特征。得出以下结论:(1)通过大气降水δ^(18)O-δD关系建立当地大气降水线,大气降水线和泉水的稳定同位素分析表明泉水来源于大气降水,而且主要来源于夏季降水。(2)高斯混合模型分析结果表明,清水潭的补给不仅来源于野猫山地区,还包括径流过程中的入渗补给,而且入渗补给量并不小。浑水潭旱雨两季补给类型有所区别。小水潭除受北部二叠系灰岩含水层补给之外,很有可能也受东北部玄武岩山地的孔洞裂隙水补给。 展开更多

关键词 黑龙潭 岩溶泉 氢氧稳定同位素 高斯混合模型

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黄河焦作段河岸植物水分来源同位素水文学解析

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作者 王继华 郑凯 +2 位作者 豆敬峰 李涛 黄平华 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期87-95,共9页

目的 为探究河岸植物的水分来源,方法 以黄河中游典型河段河岸生态植物为研究对象,分析氢氧稳定同位素、氯离子浓度和土壤含水率特征,并结合贝叶斯混合模型Mix SIAR解析河岸生态植被水分来源。结果 表明:δ^(2)H-δ^(18)O图谱显示土壤... 目的 为探究河岸植物的水分来源,方法 以黄河中游典型河段河岸生态植物为研究对象,分析氢氧稳定同位素、氯离子浓度和土壤含水率特征,并结合贝叶斯混合模型Mix SIAR解析河岸生态植被水分来源。结果 表明:δ^(2)H-δ^(18)O图谱显示土壤水线为δ^(2)H=5.74δ^(18)O-15.67,斜率明显小于当地大气降水线斜率;土壤水lc-excess(土壤水同位素点偏离LMWL的程度)显示土壤水同位素δ^(2)H-δ^(18)O关系点显著偏离LMWL;河岸植物(芦苇和柽柳)木质部水δ^(2)H,δ^(18)O值与土壤水线基本重叠;垂向土壤含水率、稳定同位素(δ^(2)H,δ^(18)O)、Cl^(-)质量浓度具有明显分层特征;贝叶斯混合模型MixSIAR模拟结果指示,土壤水对柽柳和芦苇水分贡献率为60.3%~73.6%,河水对柽柳和芦苇水分贡献率为10.3%~19.2%,再次为潜水;校正后的计算结果表明,河水对植物水分贡献率显著上升,最大上升至30.3%,土壤水贡献率降至53.9%~60.6%。结论 研究区降水、河水、潜水和土壤水之间水力联系紧密,具有强烈补给关系,且土壤水受到过强蒸发;植物水的主要水分来源为土壤水,其次是河水;不同层土壤含水率(浅层、中层、深层)因主要水源不同,以致含水率随埋深增加呈不同变化趋势,且土壤含水率是影响植物水分利用的关键因子。研究结果对河岸典型植物水分利用机理研究具有一定理论意义。 展开更多

关键词 黄河焦作段 河岸植被 氢氧稳定同位素 贝叶斯混合模型 水分来源

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碳氮氧稳定同位素技术在水生态环境中的应用 被引量：13

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作者 杨蓉 李垒 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期191-201,共11页

稳定同位素技术是研究环境和生态系统中元素循环途径的重要方法.稳定同位素的丰度变化反映了自然界和生物体内混合、分馏双重作用的结果,因此可作为指标计算混合物的来源贡献,或研究造成分馏的化学反应和生物代谢路径.从20世纪中期确立... 稳定同位素技术是研究环境和生态系统中元素循环途径的重要方法.稳定同位素的丰度变化反映了自然界和生物体内混合、分馏双重作用的结果,因此可作为指标计算混合物的来源贡献,或研究造成分馏的化学反应和生物代谢路径.从20世纪中期确立稳定同位素的基础原理,70年间该技术在地球化学、环境科学、生态学、微生物学、食品科学等领域获得了大量有价值的成果.其中,水体作为自然环境的重要组成和人类社会的重要资源,已有诸多研究涉及稳定同位素在水环境中污染物溯源、水生态系统元素迁移转化、水生生物营养来源和营养关系等方面的应用.通过梳理常见的碳、氮、氧稳定同位素在水环境和水生态领域的研究进展,发现污染物和食物来源分析已不局限于定性识别,基于数学模型的混合物组分定量评估方法正得到越来越多的应用;同时,为开展水体脱氮强度和通量估算、水生生物营养级计算及食物网分析,精确测量^(18)O、^(15)N和^(13)C的富集程度以及通过试验和调研获取运算所需的基础参数都是关键步骤.虽然在实际应用中存在待完善之处,但稳定同位素技术的前沿研究仍昭示了其整体化、精细化的发展方向.未来与计算科学的方法学进步相结合,将为水科学研究提供更有力的技术支撑. 展开更多

关键词 稳定同位素 分馏 多元混合模型 硝酸盐溯源 食性分析 营养级

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汾河源头水源稳定同位素特征及水源解析 被引量：5

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作者 马浩天 甄志磊 武小钢 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3432-3442,共11页

针对汾河源头水的来源不清楚的问题,以宁武地区汾河源头流域为研究区,通过系统采集区域内河水、湖水以及浅层地下水样品,运用水体化学离子分析和氢氧同位素技术,确定区内各水体的水化学特征、氢氧同位素特征及其水力联系,运用端元混合模... 针对汾河源头水的来源不清楚的问题,以宁武地区汾河源头流域为研究区,通过系统采集区域内河水、湖水以及浅层地下水样品,运用水体化学离子分析和氢氧同位素技术,确定区内各水体的水化学特征、氢氧同位素特征及其水力联系,运用端元混合模型(EMMA)量化河水的水分来源.研究表明,河水与浅层地下水的电导率沿程变化从上游至下游呈上升趋势,且两者对比变化不明显.汾河源头区域浅层地下水、河水的优势阴阳离子为和Ca^(2+),湖水的优势阴阳离子为Na^(+)和,浅层地下水、河水的水化学类型以Ca·Mg-HCO_(3)为主,湖水的水化学类型主要为Na-HCO_(3),河水与浅层地下水的离子来源主要是岩石风化作用.以太原地区大气降水氢氧同位素值建立汾河源头区域大气降水(LMWL)方程,当地河水、湖水、地下水蒸发线方程为δD=4.9δ^(18)O-21.4,蒸发线方程的斜率与截距均比全球大气降水和当地大气降水方程小,表明河水在运移路径中经历了一定的蒸发作用.河水的δ18O、δD值从下游至上游区域呈现下降趋势,并有一定的海拔效应.河水、湖水、地下水的同位素值基本落在当地大气降水线两侧,证明大气降水为汾河源头区域各类水体的主要来源,并且河水、地下水离子含量变化相似,稳定同位素值相近,结合电导率沿程变化,证明地下水和河水存在紧密的水力联系.以d excess作为示踪剂对河水进行二元端元混合模型计算,大气降水占比为70.6%,为河水的主要水分来源. 展开更多

关键词 稳定同位素 汾河源头区域 水化学 水力联系 端元混合模型

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