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              位于青藏高原東北部的青海湖,擁有著豐富的自然景觀,既優美壯麗又獨具特色。然而,在氣候變化和人類過度開墾畜牧等因素的影響下,青海湖的環境逐漸惡化,生態遭到破壞,沙漠化面積也日益擴大。據統計,青海湖周邊地區現有沙化土地170.7萬畝、占區域土地總面積的11.7%。在植被恢復的過程中,青海湖地區的典型固沙植物沙蒿、沙棘和烏柳等對土壤養分及土壤有機質的提高發揮了較大的作用,其中自然植被沙蒿對土壤養分的改良效果最明顯。沙蒿 (學名:Artemisia desertorum)是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物,天然生長在沙漠地區,分布甚廣。在我國主要分布在黑龍江、內蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、四川、西藏等地,多生長于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、礫質坡地、干河谷、河岸邊、林緣及路旁等。沙蒿枝條匍匐生長,有利于防風阻沙,具有適應性強、耐干早、抗風蝕、喜沙埋、生長快、固沙作用強等特點,為固沙先鋒植物。接下來我們來了解一篇關于青藏高原東北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的論文。沙漠化是青藏高原東北部的主要土地退化問題之一。青海湖位于青藏高原東北部,屬于高寒半干旱氣候影響下的生態脆弱區和全球氣候變化敏感區,青海湖周邊土地沙漠化嚴重。以前針對本區固沙植物的研究主要集中在植物的防風固沙機理與生態功能上,對植物與水分關系的關注較少,尤其是本土物種在不同微地貌導致的不同供水條件下?;诖?,青海大學的研究團隊以青海湖的自然固沙植物沙蒿作為研究對象,評估高寒半干旱沙地鄉土樹種的水土利用來源。本研究聚焦于三個關鍵科學問題:1)本土植物的季節性水源是什么?2) 控制不同沙漠地貌部位用水差異的關鍵是什么?3)根系分布及立地條件對植物的用水模式有什么影響?基于以上科學問題,本研究的假設如下:1)不同沙丘地貌部位的植物在不同季節使用不同的水源,2)植物會傾向于在水有限的情況下使用深層土壤水或...
              發布時間: 2022 - 06 - 20
              瀏覽次數:5
              位于青藏高原東北部的青海湖,擁有著豐富的自然景觀,既優美壯麗又獨具特色。然而,在氣候變化和人類過度開墾畜牧等因素的影響下,青海湖的環境逐漸惡化,生態遭到破壞,沙漠化面積也日益擴大。據統計,青海湖周邊地區現有沙化土地170.7萬畝、占區域土地總面積的11.7%。在植被恢復的過程中,青海湖地區的典型固沙植物沙蒿、沙棘和烏柳等對土壤養分及土壤有機質的提高發揮了較大的作用,其中自然植被沙蒿對土壤養分的改良效果最明顯。沙蒿 (學名:Artemisia desertorum)是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物,天然生長在沙漠地區,分布甚廣。在我國主要分布在黑龍江、內蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、四川、西藏等地,多生長于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、礫質坡地、干河谷、河岸邊、林緣及路旁等。沙蒿枝條匍匐生長,有利于防風阻沙,具有適應性強、耐干早、抗風蝕、喜沙埋、生長快、固沙作用強等特點,為固沙先鋒植物。接下來我們來了解一篇關于青藏高原東北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的論文。沙漠化是青藏高原東北部的主要土地退化問題之一。青海湖位于青藏高原東北部,屬于高寒半干旱氣候影響下的生態脆弱區和全球氣候變化敏感區,青海湖周邊土地沙漠化嚴重。以前針對本區固沙植物的研究主要集中在植物的防風固沙機理與生態功能上,對植物與水分關系的關注較少,尤其是本土物種在不同微地貌導致的不同供水條件下?;?..
              發布時間: 2022 - 06 - 20
              瀏覽次數:5
              水分是植物生長不可或缺的因素,水分有效性的波動直接影響植物的生長、數量和空間分布。在全球氣候變化下,區域降水格局已經發生了改變。植物不同水源的貢獻率反映了生態系統對氣候變化的響應程度。因此,追蹤和分析植物水源可以為研究全球氣候變化提供參考。祁連山位于青藏高原東北緣,是中國西北地區重要的生態屏障。因此,研究亞高山生境植物水源對于理解祁連山生態和水文過程具有重要意義。已有很多學者利用氫氧穩定同位素(δ2H和δ18O)進行了諸如此類的研究,但關于亞高山生境不同坡向植物水源的研究鮮少報道?;诖?,在本研究中,來自西北師范大學和中科院西北生態環境資源研究所的研究團隊監測了青藏高原東北緣祁連山東段冷龍嶺北坡的上池溝(37°38′10″N,101°51′9″E,3080 m a.s.l.,圖1)的降水、土壤水、木質部水、降水和泉水的穩定同位素組成以及相關環境變量(氣象和土壤水變量),利用LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(北京理加聯合科技有限公司)提取土壤和木質部中的水分,并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液態水同位素分析儀測定所有水樣的δ2H值和δ18O值?;谶@些數據,分析了不同水體穩定同位素的變化,并利用多源線性混合模型(IsoSource)計算不同水源對植物的相對貢獻率。本研究目標是:(1)觀察相同和不同生境下亞高山灌木的水源以及(2)研究亞高山灌木對水...
              發布時間: 2022 - 06 - 02
              瀏覽次數:10
              全球變暖增加了當地大氣對水分的需求,導致許多地區降水減少,兩者都會導致干旱。水汽可以在輻射冷卻到露點溫度以下的表面凝結成露水。露水因其對地表水平衡的重要貢獻而被認為是一個重要水源,尤其是在半干旱和干旱地區。干旱地區,年露水量占降雨量的9%-23%。在熱帶島嶼旱季,露水可以作為一種替代水源。露水對干旱地區或干旱期植物的生存、生長和發育十分重要,例如帶來夜間水分以及通過植物氣孔或特殊的物理特征(如氣生植物)直接被葉片吸收利用。因此,露水可以增加葉片的凈光合產物積累,提高植物水分利用效率。露水還參與了大氣中的化學過程,例如亞硝酸鹽氧化物的晝夜(和夜間)循環。從1961-2010,中國露水頻率降低了5.2天/10年,這主要是因為近地表增溫和相對濕度(RH)下降。此外,中國干旱區露水頻率下降率(50%)高于半濕潤和濕潤地區(40%和28%)。因此,隨著全球氣候變化,不同地區露水具有不同的趨勢,需了解不同氣候區域的露水特征以更好地預測未來露水動態變化。δ2H和δ18O是天然和傳統的水文示蹤劑,在追蹤與不同類型水(例如降雨、降雪、露水、霧、地表水、植物水和冰芯)相關的不同水文氣象過程中發揮著重要作用。兩種質量分餾過程,平衡分餾和動力學分餾,是水相變過程中同位素差異的根本原因。它們分別由飽和水汽壓和不同同位素的擴散速率決定。17O-excess(17O-excess = ln(δ17O + 1)-...
              發布時間: 2022 - 05 - 16
              瀏覽次數:9
              【溫室氣體】人類活動造成溫室氣體排放急劇增加,全球地表溫度持續上升,顯著改變了自然生態系統碳水循環格局。極端氣候事件,尤其是極端干旱事件發生的頻率和強度不斷升高,對土壤含水量、土壤微生物群落結構和功能、土壤異養呼吸(Rh)以及土壤甲烷(CH4)通量具有重要影響。高寒泥炭地擁有巨大的碳儲量,對氣候變化高度敏感。雖然目前圍繞高寒泥炭地碳排放開展了一些研究,但對高寒泥炭地生態系統碳排放對極端干旱響應的微生物機制仍不清楚?;诖?,中國林業科學研究院濕地研究所的研究團隊以青藏高原東部若爾蓋國家級自然保護區高寒泥炭地(33°47′56.62′′ N,102°57′28.44′′ E,3430 m.a.s.l.)為研究對象,依托模擬極端干旱的野外控制實驗平臺,通過原位觀測和室內試驗相結合,旨在解決以下問題:(1)不同植物生長期,極端干旱如何影響Rh和CH4通量?(2)極端干旱如何影響土壤微生物群落結構和功能群?以及(3)驅動Rh和CH4通量變化的主要因素是什么?作者于2019年6月18日至9月25日測量了Rh(PS-9000便攜式土壤碳通量自動測量系統(北京理加聯合科技有限公司))和CH4通量(一個閉路靜態室(0.5×0.5×0.5 m)+ABB LGR便攜式溫室氣體分析儀(UGGA,GLA132-GGA))。試驗三個生長期結束時,作者測量了樣地0-20 ...
              發布時間: 2022 - 05 - 09
              瀏覽次數:9
              CO2和CH4排放增加是全球變暖的主要原因(IPCC,2013),人類活動導致大約44%和60%的CO2和CH4排放到大氣中。人類活動如攔河筑壩干擾濕地的結構和功能,引發大量土壤CO2和CH4排放。然而,目前對濕地水庫CO2和CH4排放及其碳同位素特征的影響機制知之甚少?;诖?,為了填補研究空白,在本研究中,來自云南大學和中科院武漢植物園的研究團隊在三峽消落區原位條件下調查了4個海拔梯度(即不同淹水狀態)(175 m,160–175 m,145–160 m和<147 m)飽和和排干狀態下CO2和CH4排放模式及其碳同位素特征,以及相關的控制因子。他們作出了如下假設:1)由于淹水下優勢植物種的轉變,土壤條件(例如土壤基質質量,土壤水分和溫度)的變化將會改變CO2排放以及CO2的δ13C值;2)CH4排放模式及其同位素特征對淹水更敏感,反映了土壤厭氧環境的增加;3)不同淹水狀態下(例如飽和和排干狀態下)將會導致酶表達和微生物屬性的改變,進而極大影響CO2和CH4排放。圖1 重慶忠縣研究區位置(a);三峽消落區采樣地衛星圖像及沿海拔梯度詳細的靜態通量室放置圖(b)。作者于2017年6-8月測量了土壤/水大氣界面CO2和CH4的交換率。利用ABB LGR CO2同位素分析儀分析CO2的濃度及δ13C,并利用ABB LGR甲烷碳同位素分析儀分析CH4的濃度及δ13C?!窘Y果】高海拔地區CO2...
              發布時間: 2022 - 05 - 07
              瀏覽次數:13
              生態系統呼吸(Re)和甲烷(CH4)通量是兩個重要的土壤-大氣碳交換過程,已經在局地尺度上得到充分記錄。然而,在流域尺度上,對青藏高原多年凍土區這些過程的空間格局和控制因素尚不清楚?;诖?,為了填補研究空白,在本研究中,來自四川大學、中國科學院成都山地災害與環境研究所、山西農業大學、中國科學院西北生態環境資源研究院和西南民族大學青藏高原研究所的研究團隊在青藏高原風火山(34°40′-34°46′ N和92°50′–92°62′ E;4580-5410 m a.s.l.;圖1a)測量了兩個生長季節(2017年和2018年)不同坡向(北向(陰坡)和南向(陽坡))和不同海拔(低、中和高坡位)的生態系統呼吸(Re)和CH4通量,旨在闡明青藏高原草地流域尺度的Re和CH4通量模式并量化生物和非生物因子調節Re和CH4通量的相對貢獻。作者利用LGR UGGA便攜式溫室氣體分析儀+PS-3000便攜式土壤呼吸系統(北京理加聯合科技有限公司)+SC-11便攜式呼吸室(北京理加聯合科技有限公司)于2017年和2018年生長季節(6-12月)每30天測量一次Re和CH4通量。同時,還測量了土壤溫度、體積含水量、地上生物量和地下生物量、土壤有機質、pH、土壤全氮、土壤容重、溶解性有機碳、微生物量碳、微生物量氮、土壤蔗糖酶活性、NH4+-N和NO3--N濃度。...
              發布時間: 2022 - 01 - 18
              瀏覽次數:27
              【摘要】森林的長期生產力和固碳能力受氣候變化影響,已成為全球關注的問題。本研究中,我們提供了一種簡單且無損的方法來研究多時間尺度上樹木CO2同化率。這種新的方法結合了樹干液流和穩定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我們通過分析變異性并進行配對樣本t檢驗,比較了氣體交換測量和新方法測得的CO2同化率,以驗證其準確性和適用性。氣體交換和同位素測量都表明早晨CO2同化率高于下午,峰值在10-11 am左右出現,可能是由于夜間的水儲存和早晨的高氣孔導度。側柏日,月,年尺度上CO2同化率的變異性與供水條件有關。與以往的研究相比,我們利用穩定碳同位素分辨率(Δ13C)和樹干液流測量估算的年CO2同化率的結果與傳統方法結果相一致。側柏對供水可以有效的響應,這就解釋了為什么它可以很好地適應半干旱區環境。估算CO2同化率的新方法是準確的,且適用于北京周邊的半干旱地區?!狙芯繀^域】位于燕山鷲峰國家森林生態系統研究站(NFERS,40°03′N,116°05′E)?!咎纪凰販y定】利用碳同位素分析儀(CCIA-36d-EP,LGR)結合廓線系統進行長期野外觀測。研究區域的地理位置(a)研究區域2013年-2016年三個土壤深度(30cm,60cm和90cm)的月土壤含水量(SWC);(b)月降水量(P)和平均氣溫(Ta);(c)月平均飽和水汽壓差(VPD)和光合有效輻射(PAR)。(a)...
              發布時間: 2020 - 09 - 11
              瀏覽次數:76
              【摘要】正確理解地下水循環模式及其可更新能力對地下水資源的評估、合理開發和利用至關重要。在干旱或半干旱地區地下水補給量少且變異性高,因此難以估算。同位素研究和混合模型相結合可以直接估計含水層的可更新性。本文利用環境同位素方法研究了中國西北半干旱地區—銀川盆地的潛水循環模式以及更新能力,主要研究了不同水體的同位素特征,潛水同位素年齡,水循環模式以及更新速率。結果表明,銀川盆地主要有兩個補給源,即局部大氣降水(占13%)和黃河(占87%)。銀川盆地潛水的平均滯留時間是48年,平均更新速率是3.38%/a。潛水具有較強的更新能力,更新速率與同位素年齡一致?!狙芯繀^域】位于中國西北地區的銀川平原。圖1 銀川盆地位置圖【樣品收集和測量】收集了來自全球大氣降水監測數據和國際原子能機構的30組降水數據,并收集了11個黃河水樣品,47個潛水樣品。利用LGR的液態水同位素分析儀測量所有水體的δ18O,δD和δT以分析其同位素特征?!窘Y果:地下水補給來源的確定】根據1988到2000的降水觀測,地區大氣降水線(LMWL)為δD = 7.22δ18O + 5.50(圖2)。降水δD和δ18O加權平均值分別為-45.59‰和-6.93‰。δ18O變異性范圍為-19.97‰~3.86‰,δD變異性范圍為-147.70‰~5.10‰。LMWL的斜率為7.22,略低于全球平均值8(δD = 8δ18O...
              發布時間: 2020 - 08 - 20
              瀏覽次數:50
              【摘要】氫氧穩定同位素可用于追蹤土壤水分的運移。盡管我們對土壤剖面滲透的水的追蹤及其在徑流和地下水補給中運移過程的研究已經很完善了,但土壤水的運動也包括蒸發分餾。迄今為止,土壤水的分餾因子主要是基于經驗性的。與開放型水分蒸發(溫度,濕度,蒸氣壓梯度定義的分餾)不同的是,土壤水蒸發包括土壤基質效應的分餾。我們對這些效應特征的理解仍然很差。在這里,我們使用ABB LGR的水汽同位素分析儀(IWA-45-EP)提供了一個初步結果,實驗使用了4種土壤混合物,粒度從砂粒到粉粒和黏粒。結果表明土壤張力可能控制著土壤水分的同位素分餾。土壤張力與平衡分餾的關系與土壤質地無關,且得到熱力學理論的充分支持。雖然結果是初步的,認為未來的工作應該關注作為土壤水和水蒸氣分餾可能解釋因素的土壤張力的影響。插圖(a)顯示了4種添加土壤混合體的水分釋放曲線。在萎蔫點到吸著水范圍內,2個石英砂樣品的重量含水量保持在0.05 g/g。但在同一范圍內,粉砂的重量含水量高達0.15 g/g。在毛細管水范圍內,黏土的最高重量含水量可達0.2 g/g。土壤張力為106 hpa時,砂土樣品I和II的重量含水量分別為0.01和0.005 g/g。在相同的土壤張力下,粉砂的重量含水量為0.05 g/g。重量含水量在0.05和0.005 g/g的粘質土在105 hpa以上獲得了更多的數據點。(b)圖表明平衡分餾因子(aP/Q)與土壤...
              發布時間: 2020 - 07 - 30
              瀏覽次數:57
              【基本原理】硝酸鹽水溶液(NO3?)的氮氧穩定同位素組成(δ15N,δ18O,δ17O)以及亞硝酸鹽(NO2?)的δ15N值是土壤、雨水、地表水、地下水以及海水養分來源和動態變化的重要示蹤劑。硝酸鹽同位素還用于評估水生生態系統循環N的能力以及通過地下細菌反硝化等過程修復被硝酸鹽污染的含水層。用疊氮化鎘還原法將NO3?或NO2?轉為N2O,用N2O激光光譜法進行N和O同位素分析。將激光頂空同位素分析法與同位素比質譜法進行比較。激光法可直接測量17O異常,有助于追蹤大氣N來源?;诖?,在所附的文章中“N and O isotope (δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O) analyses of dissolved NO3? and NO2? by the Cd‐azide reduction method and N2O laser spectrometry”,國際原子能機構(IAEA)同位素水文學實驗室主任Leonard I. Wassenaar及其團隊利用N2O同位素分析儀(N2OIA‐23e‐EP Model 914‐0060;Los Gatos Research,Mountain View,CA,USA)開展了相關實驗?!痉椒ā坑茂B氮化鎘法和頂空N2O激光光譜法將其轉化為N2O,在N/O穩定同位素標準物(IAEA,USGS)上測量δ15N,δ18O,δ17O。15N示蹤...
              發布時間: 2020 - 07 - 30
              瀏覽次數:79
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