水資源在糧食生產(chǎn)和生態(tài)修復(fù)中的關(guān)鍵作用，特別是在頻繁出現(xiàn)的高溫、干旱等極端天氣條件下，威脅糧食生產(chǎn)，加速土地退化。研究指出，中國(guó)作為人均水資源低于世界平均水平的國(guó)家，農(nóng)業(yè)用水已占全國(guó)總用水量的60%以上，但整體用水效率較低且區(qū)域差異顯著。尤其在山區(qū)和丘陵地區(qū)，土壤侵蝕和厚度減少嚴(yán)重影響了蓄水能力，加劇了干旱頻發(fā)和作物減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，本文強(qiáng)調(diào)了通過優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理實(shí)踐，提高用水效率，以緩解干旱脅迫，維持作物產(chǎn)量的重要性。本次田間試驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)站進(jìn)行，該站位于中國(guó)四川盆地中北部，海拔400-600m（東經(jīng)105° 27’，北緯 31°16’）（圖 1）。該地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫 17.3℃。年平均降水量為826mm，蒸發(fā)量為680 mm。降雨分布不均，約70%的年降水發(fā)生在夏秋季，季節(jié)性干旱頻繁，主要發(fā)生在春季和初夏。 圖1. 研究區(qū)域位置（a）、實(shí)驗(yàn)地塊圖片（b）、地塊設(shè)計(jì)圖（c）、實(shí)驗(yàn)地塊剖面圖（d）。本試驗(yàn)土壤為鈣質(zhì)紫色土，來源于蓬萊鎮(zhèn)組，屬于中溫土壤質(zhì)地，被稱為新土，占四川盆地紫色土總量的四分之一以上（圖1）。鈣質(zhì)紫色土剖面主要發(fā)育在頁巖和泥巖中，常與不透水的砂巖互層。淺層紫色土的下伏基巖限制了根系生長(zhǎng)，入滲的大部分水分往往會(huì)因地下徑流繞過根區(qū)而流失。試驗(yàn)土壤性質(zhì)相似，平均值為：pH 值為8.37，土壤有機(jī)碳...
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大興安嶺地處中國(guó)東北，這里的氣候寒冷干燥，冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季則短暫而涼爽，適宜白樺的生長(zhǎng)。亭亭白樺，悠悠碧空，微微南來風(fēng)。春天，是大興安嶺的白樺樹復(fù)蘇的季節(jié)。雪融水潤(rùn)，大地回春，在這神秘而美麗的土地上，白樺樹以其獨(dú)特的水分利用能力，展現(xiàn)出了大自然魅力。大興安嶺南部白樺的水分利用規(guī)律及其對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)性本研究旨在考察大興安嶺南部天然次生林中主要植物白樺（Betula platyphylla）的水分利用模式。該調(diào)查利用氧穩(wěn)定同位素技術(shù)，時(shí)間跨度涵蓋2019年7月至2020年9月。東北地區(qū)研究區(qū)的位置及其森林分布（綠色）?！捌渌笔侵噶值兀ɑ疑┮酝獾耐恋乩妙愋汀Ｔ趦赡甑臅r(shí)間里，在純白樺林內(nèi)建立的 30 m × 30 m 的樣地內(nèi)進(jìn)行了季節(jié)性田間試驗(yàn)。作者選擇了五棵健康的白樺木，其高度和胸徑接近研究區(qū)域的平均值。樣地土壤剖面較淺（厚度約為 40-70 厘米）土壤采樣在每月中旬無雨的日子或降雨后的幾天進(jìn)行。每月系統(tǒng)采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的樹木木質(zhì)部水和土壤水樣本，進(jìn)行穩(wěn)定同位素分析。成熟植物體內(nèi)水的同位素組成可以反映植物水分來源的同位素組成。2019年和2020年（5月至10月）在樣樹上取樣，每棵樣樹取樣3個(gè)重復(fù)。使用手動(dòng)螺旋鉆獲取土壤水樣，并用封口膜密封在玻璃容器中，用于隨后的同位素分析。為了減輕蒸發(fā)對(duì)同位素含量的影響，所有土壤...
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檸條木是一種對(duì)水分需求較高的植物，它對(duì)土壤中的水分量非常敏感。而土壤有效水分和根系分布對(duì)檸條木質(zhì)部水分有著重要的影響。當(dāng)土壤中的有效水分不足時(shí)，檸條木的木質(zhì)部水分會(huì)受到影響，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢甚至停滯。檸條木的根系通常較為發(fā)達(dá)，能夠深入土壤中尋找水分。如果根系分布廣泛且深入，那么檸條木就能夠吸收到更多的水分，從而保持木質(zhì)部的水分平衡。因此，保持土壤中的適當(dāng)水分對(duì)于檸條木的生長(zhǎng)至關(guān)重要。下面這篇相關(guān)論文，我們來一探究竟。土壤有效水分與根系分布的協(xié)調(diào)改變了檸條的水源分配穩(wěn)定同位素已被廣泛應(yīng)用于根系水分吸收(RWU)的鑒定，通過將潛在水源分類為不同的端元，并評(píng)估其對(duì)木質(zhì)部水分的貢獻(xiàn)。然而，估計(jì)端元(主要是土層)的貢獻(xiàn)通常僅基于土壤水同位素的變化。土壤有效水分和根系分布是RWU的關(guān)鍵限制因子，但在水源分配中很少考慮。基于土壤水分同位素平均值、土壤有效含水量(AWC)和根重密度(RWD)加權(quán)值，比較了不同土層對(duì)檸條RWU的相對(duì)貢獻(xiàn)。我們使用三種貝葉斯混合模型(SIAR, simmr和MixSIAR)在三個(gè)不同土壤水條件的地點(diǎn)獲得了這些值(分別為平均值和加權(quán)貢獻(xiàn))。我們計(jì)算了平均和加權(quán)貢獻(xiàn)(DC)的差異以及DC絕對(duì)值的累積(AADC)，以分析它們之間的差異及其與AWC和RWD的關(guān)系。加權(quán)和平均貢獻(xiàn)因地點(diǎn)和模型而異。我們得到以下AADC值:站點(diǎn)1-3使用SIAR分別為27.8%和11%;使用sim...
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太白山，是秦嶺山脈最高峰，也是青藏高原以東第一高峰，如鶴立雞群之勢(shì)冠列秦嶺群峰之首，以高、寒、險(xiǎn)、奇、富饒、神秘的特點(diǎn)聞名于世、稱雄華中。李白的“西上太白峰，夕陽窮登攀”，“西當(dāng)太白有鳥道，可以橫絕峨眉巔”，形象地將太白山的雄峻高聳烘托而出。如今，更是有不少中外游客慕名前來，一覽拔仙絕頂和云海奇觀，領(lǐng)略太白峰的險(xiǎn)峻神秘。2020年，來自中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團(tuán)隊(duì)分別于5月、7月和9月登上太白山，在奇觀景象之中收集土壤和植物，開啟了葉片水氫氧同位素的相關(guān)研究。葉片水氫氧同位素的控制因素氫氧穩(wěn)定同位素（δ2H和δ18O）常被用作示蹤劑來跟蹤水從降水輸入運(yùn)移到土壤，最終通過土壤蒸發(fā)和葉片蒸騰釋放的過程。葉片水蒸騰對(duì)于調(diào)節(jié)各種尺度的水平衡至關(guān)重要。陸地植物葉片水通過氣孔蒸發(fā)分餾導(dǎo)致重同位素富集，這在很大程度上取決于等大氣條件（溫度和相對(duì)濕度等）以及生物生理過程。葉片水同位素信號(hào)整合到植物有機(jī)物中，例如纖維素和葉蠟，成為研究古氣候重建的新方法。然而，盡管葉片水同位素在生態(tài)水文學(xué)和有機(jī)生物合成中很重要，但人們對(duì)葉片水同位素的控制因素以及源水和水文氣候在確定葉片水同位素中的作用仍然缺乏了解且葉片內(nèi)同位素分餾所涉及過程的復(fù)雜性使得準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和測(cè)量變得困難?；诖耍诒狙芯恐?，來自中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團(tuán)隊(duì)于2020年5、7和9月在太白山（33.96°N，107.77...
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近年來，全球環(huán)境問題日益突出，資源的合理利用和環(huán)境的保護(hù)已成為全人類共同面臨的挑戰(zhàn)。水分是生命的基礎(chǔ)，對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。然而，人類的過度開采和污染已導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源短缺、土壤荒漠化等問題。沙柳作為一種生長(zhǎng)在貧瘠土壤和干旱地區(qū)的植物，具有很強(qiáng)的水分利用能力和環(huán)境適應(yīng)性。沙柳生長(zhǎng)迅速，枝葉茂密，根系繁大，固沙保土力強(qiáng)，是中國(guó)沙荒地區(qū)造林面積最大的樹種之一。同時(shí)，它長(zhǎng)而發(fā)達(dá)的根系，能夠迅速吸收土壤中的水分，高效利用水資源。其表面一層厚厚的葉蠟，也能夠減少水分的蒸發(fā)和流失，有效避免土壤干燥和水分的浪費(fèi)。因此，通過對(duì)沙棘的深入研究和廣泛應(yīng)用，我們可以有效地解決環(huán)境保護(hù)的問題。接下來這篇相關(guān)論文，我們來了解一下沙柳的水分利用來源?；诜€(wěn)定同位素分析毛烏素沙地東北部不同林齡人工沙柳的水分利用來源沙柳具有很好的應(yīng)對(duì)非生物脅迫（如干旱、寒冷、低肥力）的能力，已廣泛引入毛烏素沙地東北部以防風(fēng)固沙及改善生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)。然而，早期引入的沙柳出現(xiàn)了退化和枯死現(xiàn)象。預(yù)計(jì)由于氣候持續(xù)變暖和人為干預(yù)增加，沙柳人工灌叢將出現(xiàn)更嚴(yán)重的干旱脅迫。鑒于人類世日益嚴(yán)重的水資源短缺和土壤荒漠化的持續(xù)擴(kuò)大。了解植物與土壤水分關(guān)系并實(shí)施合理的水分管理策略，必須確定人工植被在沙漠生態(tài)系統(tǒng)中的水分利用模式。然而，對(duì)于不同發(fā)育階段沙柳的特性、調(diào)控和水源差異等研究還知之甚少?；诖?，為確定毛烏...
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近日，強(qiáng)冷空氣在山西、寧夏和陜西等地兇猛登陸，帶來了降溫降雪的天氣。沒有冤情的四月飛雪，大自然再一次向人類展現(xiàn)了它的深邃。除了突如其來的降雪，大自然賦予的特殊天氣，還有極端而持續(xù)的干旱。在干旱區(qū)，由于水資源缺乏，植物的生存和生長(zhǎng)受到嚴(yán)重脅迫，促使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。為了應(yīng)對(duì)干旱氣候，治理生態(tài)環(huán)境，相關(guān)的研究數(shù)不勝數(shù)?；诟珊祬^(qū)河岸濕地這一特殊的生態(tài)系統(tǒng)，今天我們來了解一篇研究植物水分利用模式的論文。干旱區(qū)河岸濕地優(yōu)勢(shì)種植物的水分利用模式植物水分循環(huán)是研究陸地生態(tài)水文學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在干旱區(qū)，由于有限降水和強(qiáng)烈蒸發(fā)，水資源是影響植物生存、生長(zhǎng)和植被恢復(fù)可持續(xù)性的重要限制因素。近年來，由于高溫和干旱等極端天氣事件更加頻繁，土地退化加劇，使河岸濕地生態(tài)系統(tǒng)面臨降水減少、不同程度水位下降等干旱問題。極端干旱會(huì)降低水資源的可利用性和植被生產(chǎn)力，并給植物帶來不可逆轉(zhuǎn)的死亡風(fēng)險(xiǎn)。因此，了解植物水分利用模式可以揭示植物的生存策略和對(duì)不斷變化的水文氣候條件的反應(yīng)，這是良好的生態(tài)管理和植被恢復(fù)的先決條件。濕地是連接水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能過渡區(qū)，其生態(tài)功能非常突出。因此，定量研究河岸濕地水分來源、補(bǔ)給途徑及其植物水分利用模式，是了解濕地生態(tài)水文循環(huán)的前提條件，將為干旱區(qū)濕地環(huán)境治理和生態(tài)安全提供理論依據(jù)與決策支持。干旱區(qū)是全球生態(tài)系統(tǒng)的的重要組成部分，河岸濕地具有水源供給、水文調(diào)節(jié)和土壤保持等生...
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【摘要】土壤含水量的時(shí)空異質(zhì)性影響著土壤水和植物莖木質(zhì)部水的同位素組成。然而，土壤水分條件對(duì)廣泛報(bào)道的土壤水-植物莖木質(zhì)部水同位素偏差的影響尚缺乏系統(tǒng)地評(píng)估。為此，本研究連續(xù)兩年在兩個(gè)土壤水分條件不同的樣地測(cè)定了檸條莖木質(zhì)部水和土壤水的δ2H和δ18O值（利用全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng)LI-2100，北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取土壤和植物莖木質(zhì)部中的水分，然后進(jìn)行同位素測(cè)量）。結(jié)果表明，在較濕潤(rùn)的樣地1，莖木質(zhì)部水與土壤水在兩年中都表現(xiàn)出明顯的同位素偏差（兩者的重疊率【研究區(qū)域】該試驗(yàn)是在中國(guó)黃土高原北部六道溝小流域 (38°46′-38°51′N，110°21′-110°23′E)進(jìn)行?！狙芯糠椒ā?1) 土壤束縛水同位素的計(jì)算本研究中，將張力計(jì)在?60 kPa壓力下收集到的水分視為土壤移動(dòng)水，而壓力值大于?60 kPa時(shí)收集到的水分則視為土壤束縛水。在土壤水分特征曲線上，土壤水吸力為60 kPa時(shí)對(duì)應(yīng)的土壤含水量被認(rèn)為是土壤束縛水的最大含水量。土壤水的質(zhì)量含水量可以通過野外試驗(yàn)測(cè)定。土壤水含水量與土壤束縛水最大含水量的差值為土壤移動(dòng)水的含水量。最后，根據(jù)實(shí)測(cè)的土壤水與土壤移動(dòng)水的同位素值，可以計(jì)算出土壤束縛水的同位素值。式中，δLMW 、δBW、δMW分別為土壤束縛水、土壤水和土壤移動(dòng)水的同位素值，θLMW、θBW、θMW分別為土壤束縛水、...
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土壤水（SW）是調(diào)節(jié)地表過程和地表能量分配的重要狀態(tài)變量。由于與周圍環(huán)境復(fù)雜的相互作用，SW存在顯著的時(shí)空變化。近年來，隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，SW穩(wěn)定同位素組成（SWSIC；δD和δ18O）已越來越多地用于追蹤土壤-植物-大氣連續(xù)體中的SW運(yùn)移，以更好地理解諸如量化SW停留時(shí)間、識(shí)別植物吸收水源和區(qū)分蒸騰和蒸發(fā)等相關(guān)過程。然而，由于受多種環(huán)境因素和過程的影響，如具有不同同位素組成的降水輸入、土壤蒸發(fā)、土壤基質(zhì)勢(shì)梯度或礦物質(zhì)-水相互作用造成的同位素分餾，SWSIC可能會(huì)隨著時(shí)間和空間而顯著變化，從而導(dǎo)致了在解釋不同研究中SWSIC數(shù)據(jù)時(shí)存在很大的不確定性。因此，通過解釋其時(shí)空變化格局及與其他因素（如土壤質(zhì)地、土壤深度和植被）的相關(guān)性來改善SWSIC示蹤技術(shù)至關(guān)重要?；诖耍瑸楦玫乩斫釹WSIC的時(shí)空格局，在本研究中，來自天津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站（LAEES）進(jìn)行了為期約2年的田間試驗(yàn)。主要研究目標(biāo)為：（1）比較不同深度SWSIC和SWC的時(shí)空格局，以及（2）研究SWSIC空間結(jié)構(gòu)的時(shí)間特征并評(píng)估其影響因素。研究區(qū)和采樣點(diǎn)（用于土壤含水量和δD分析）地圖。作者于2018年12月1日、2019年4月1日、2019年6月4日、2019年7月18日、2020年4月26日、2020年6月28日和2020年8月23日收集了0、30和60 cm深度的土壤樣本。利用全自動(dòng)...
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地下水是水文循環(huán)的重要組成部分，廣泛用于飲用水、工農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及戰(zhàn)略儲(chǔ)備。然而，人類活動(dòng)的加?。ㄈ缢こ探ㄔO(shè)、地下水過度開采、農(nóng)藥和生活污水排放）以及天然劣質(zhì)地下水在大型流域中的廣泛分布，導(dǎo)致地下水環(huán)境惡化。因此，水資源的合理管理和水環(huán)境的有效保護(hù)至關(guān)重要，基于地下水流系統(tǒng)（GFS）理論，全面理解地下水流模式（即更新速率、流徑及演化趨勢(shì)）有助于準(zhǔn)確評(píng)估水文通量和預(yù)測(cè)污染物分布。漢江平原是長(zhǎng)江流經(jīng)三峽后第一個(gè)接收沉積物的大型河湖盆地。復(fù)雜的沉積環(huán)境、地下水-地表水強(qiáng)烈相互作用以及人為改造自然環(huán)境的共同作用，形成了漢江平原獨(dú)特的GFS格局。了解漢江平原地下水循環(huán)演化及其控制機(jī)制，對(duì)于促進(jìn)GFS的實(shí)際應(yīng)用和該地區(qū)地下水資源保護(hù)具有高度緊迫性和挑戰(zhàn)性?；诖?，在本研究中，來自中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的研究團(tuán)隊(duì)在漢江平原腹地和過渡區(qū)進(jìn)行了相關(guān)研究，旨在：（1）基于沉積物粒度特征、粘土孔隙水穩(wěn)定同位素和古氣候指標(biāo)重建漢江平原第四紀(jì)含水層系統(tǒng)的沉積環(huán)境；（2）深入理解末次盛冰期（LGM）以來沉積環(huán)境驅(qū)動(dòng)的GFS演化模式。作者于2015年和2017年在漢江平原腹地和過渡區(qū)鉆了兩個(gè)鉆孔G01和G05，深度分別為200 m和185 m。從鉆孔中收集沉積物樣品，分析其粒度分布，地球化學(xué)和礦物成分。并從鉆孔G01和G05中分別采集了19個(gè)和17個(gè)粘土樣品，利用全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng)（LI-2100，北京理加聯(lián)...
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基于根系水穩(wěn)定同位素探究旱柳枝條水與土壤水之間的同位素失配現(xiàn)象 【摘要】越來越多的野外研究發(fā)現(xiàn)了植物莖干水與其潛在水源之間的同位素失配現(xiàn)象。然而，同位素偏移的形成原因尚不清楚，并且不確定它們是發(fā)生在根系吸水過程還是在從根部到枝干的水分傳輸過程。因此，該研究以旱柳（Salix matsudana Koidz）為研究對(duì)象，通過約每三天一次的采樣頻率測(cè)定了土壤?根系?樹木枝條連續(xù)體中各組分（如總體土壤水、移動(dòng)水、地下水、根系水和樹木枝條水）的穩(wěn)定同位素值（δ2H和δ18O），結(jié)果表明：（1）移動(dòng)水和總體土壤水的同位素值有明顯的分離，但隨著土層深度的增加，兩者之間同位素值的差異逐漸減?。唬?）根系水接近于束縛水的同位素值，但不同于總體土壤水的同位素值?？傮w土壤水與根系水之間的δ2H和δ18O 的最大差值分別為?8.6‰ 和?1.8‰；（3）樹木枝條水僅與 100-160 cm深度的根系水同位素值相似，并且在試驗(yàn)期間保持穩(wěn)定，表明旱柳始終利用穩(wěn)定的深層水源。總體上，旱柳枝條水與其潛在水源之間的同位素失配反映了根系水和總體土壤水之間的同位素偏移，這與土壤水的異質(zhì)性密切相關(guān)。該研究揭示了不同移動(dòng)性的土壤水、根系水和樹木枝條水同位素值之間的關(guān)系，有助于加深對(duì)根系水分吸收和運(yùn)輸過程的理解?！狙芯繀^(qū)域】該試驗(yàn)是在中國(guó)黃土高原北部六道溝小流域 (38°46′-38°51′N...
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