亚热带地区不同林分下植物水分利用的季节差异

以长沙地区针阔混交林(样地一)内的刺杉(Cunninghamia lanceolate)、栀子花(Gardenia jasminoides)和低矮经济林(样地二)内的板栗树(Castanea mollissima)、野茶花(Camellia japonica)为研究对象,基于2018年9月-2019年8月期间降水、土壤水和植物茎杆水中稳定同位素数据并结合Iso-Source模型,分析了4种植物水分利用来源的季节变化。旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用状况。结果表明:观测期内,土壤水和植物茎杆水中稳定同位素对降水的响应存在时滞。通过比较不同水分条件下4种植物茎杆水线(XWL)和各层土壤水线(SWL)的斜率,可以定性判别4种植物水分利用来源,其结果与Iso-Source模型模拟结果基本一致。在降水较为丰富的10月至次年5月,刺杉、栀子花和野茶花分别主要利用0-20、0-10和0-10cm土壤水,利用比例分别为69.2%、89.6%和56.2%;在雨、旱季过渡期的6-7月,3种植物分别主要利用20-100、0-20和0-60 cm土壤水,利用比例分别为69.5%、63.6%和80.7%;在干旱严重的8-9月,3种植物均主要利用60-100 cm深层土壤水,利用比例分别为78.1%、59.7%和76.8%。板栗树在落叶期(12月至次年3月)几乎不利用土壤水;在10-11月和4月,板栗树主要利用0-10 cm表层土壤水,利用比例均大于40%;而在5-9月,板栗树对深层土壤水利用比例超过40%。研究发现,4种植物水分利用对环境水分的变化较为敏感,均能通过合理的水分利用策略应对季节性干旱。     

鹰潭地区大气降水中氢氧稳定同位素特征研究

降水中氢氧稳定同位素组成与降水地区各种气象因素变化密切相关。同时,降水中氢氧稳定同位素关系是水同位素应用的主要基础,对深入研究降水中水汽来源,地下水补给等水循环过程具有重要意义。根据江西鹰潭地区2012年4月至2013年3月大气降水中氢氧稳定同位素组成和气象资料,研究了该地区大气降水中氢氧稳定同位素关系及降水量,温度等气象因素对氢氧稳定同位素组成的影响。研究表明,该地区大气降水线方程为δD=8.61δ18O＋18.34（n=72,R2=0.98）,与全球大气降水线方程（δD=8δ18O＋10）相比,鹰潭地区大气降水线的斜率和截距均偏大,这与凝结物在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关,同时反映了该地区湿润多雨,降水过程中受二次蒸发影响较小的气候特点。该地区降水中δD （-113.3‰～7.5‰）、δ18O（-14.9‰～-0.9‰）和氘盈余（3.8‰~23.2‰）变化幅度很大并呈现出明显的季节性变化,夏半年（4-9月）δD、δ18O与氘盈余均显著低于冬半年（10-3月）（P＜0.01）,反映出不同季节降水的水汽来源及蒸发条件的差异。对该地区降水同位素与降水量和温度相关性的分析表明,降水中δ18O 与降水量和温度存在显著负相关关系,方程式分别为：y=-0.056x-4.7（R2=0.39,P＜0.01）和y=-0.203x-2.99（R2=0.23,P＜0.01）,说明该地区降水中氢氧稳定同位素存在显著的降水量效应和反温度效应。     

新疆吉木乃诸河水体氢氧同位素和水化学特征

利用2018年6月和11月在新疆吉木乃诸河流域采集的河水、冰雪融水和降水样品,对流域水体的水化学成分和氢氧稳定同位素(D,~(18)O)组成的时间和空间特征进行了系统研究.结果表明,吉木乃诸河在丰水期和枯水期阳离子均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO~-_3为主,其次分别为Na~+和SO_4~(2-).在空间上,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-随着海拔的降低呈增加趋势.通过Piper图可以判断出,吉木乃诸河水化学类型为HCO_3-Ca型.利用Gibbs图可知流域内主要离子组成与各类岩石的风化作用有关,大气降水和蒸发作用的影响相对较小.结合当地的水文地质情况,运用离子含量比值法,可以发现离子主要来源于流域内碳酸盐风化和含硫矿物的氧化.丰水期吉木乃诸河地表水中δ~(18)O和δD较枯水期高,冰川融水的同位素值没有明显的季节变化,降水中的同位素值季节变化较大,其区域大气降水线方程为δD=7.5δ~(18)O+5.4 (R~2=0.99).吉木乃诸河河水中稳定同位素与海拔呈现正相关关系,主要原因是蒸发作用的增加,地表水同位素值偏负.该区域地表径流与冰川融水密切相关,冰川融水对该流域水资源的补给贡献较大.     

干旱区荒漠植物体内潜在水源差异及利用策略分析

水作为干旱区重要的环境因素之一,是荒漠植物生长发育的主要限制因子,故在荒漠区开展植物体内潜在水源差异及水分利用策略分析对综合理解生态水文过程具有重要意义。通过对艾比湖流域不同生活型荒漠植物的木质部及潜在水源(凝结水、地下水、河水和土壤水(0-40、40-70、70-100、100-150 cm))的稳定同位素值(δ~(18)O)进行统计学分析,利用多源线性混合模型(IsoSource)分析各潜在水源对植物体所吸收利用水分来源的贡献比率,并比较各潜在水源之间δ~(18)O值。结果表明,(1)土壤水的δ~(18)O变化范围为(-6.292‰--3.995‰),并且δ~(18)O随着土壤深度的加深,不同土层间的δ~(18)O表现为逐渐偏负;乔灌木与草本的δ~(18)O差异显著,而乔木与灌木的δ~(18)O差异不显著。(2)不同生活型的植物在对水分来源上存在明显差异,乔木对水分的利用主要集中于单一地下水资源;灌木除较多利用地下水外,也多元的利用其它水源;芦苇(Phragmites australis)与盐生草(Halogeton glomeratus)主要利用地下水,其它草本植物将表层土壤水作为首要水源。(3)浅根系与中深根系植物在各水源利用方面,除对(100-150 cm)的土壤水的利用无显著差异外,对其它水源利用均存在极显著差异(P0.01)。在根系类型上表现出明显的垂直分布规律:中深根系植物将地下水作为第一水源,而浅根系植物主要利用表层土壤水(0-40 cm)。以上研究结果表明,干旱荒漠区,植物所需水分主要受生活型和根系类型影响,其中后者影响更甚。     

马占相思林冠层水分利用效率的气候调节

由于受直射光、散射光或受遮阴叶层分布以及一天中光、温和水汽压亏缺变化的剧烈影响,植物冠层的水分利用效率(WUE)较为复杂.通过测定叶片的碳同位素比率(δ13Cp),估测叶片新固定碳同位素的比率(δ13Cplant)和冠层水平的碳同位素甄别率(⊿canopy),计算华南地区鹤山丘陵地马占相思林冠层WUE.结果显示:从冬季至夏季,最高气温(Tamax)和水汽压亏缺(Dmax)明显增高;冬季早上和傍晚的δ13Cplant最高,春夏季傍晚有较低的δ13Cplant,秋季的δ13Cplant日变动较小,冬季冠层有较其他季节高的δ13Cplant和较低的⊿canopy.由春季至冬季,δ13Cplant趋向于增高,而⊿canopy则趋向于下降.夏季马占相思林冠层平均(±SD)WUE[(2.01±0.38)mmol mol-1]明显低于冬季和春季值[分别为(6.90±0.26)、(5.65±0.14)mmol mol-1],年均WUE为(4.36±2.32)mmol mol-1.环境变化引起叶片胞间和空气CO2浓度的变化,从而改变⊿canopy和δ13Cplant,造成不同季节冠层WUE的差别.冠层WUE与水汽压亏缺(D1,kPa)、气温(Ta,℃)和叶片水势(Ψ,MPa)成显著负相关.利用δ13Cplant计算的WUE与根据Wang和Leuning的Ball-Woodrow-Berry模式求算的WUE契合较好.结果表明,以新固定碳的稳定同位素比率方法是研究环境胁迫对冠层WUE限制的有效方法.     

不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位的海拔梯度变化特点

以安徽省马鬃岭地区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林叶片为研究对象,测定不同海拔梯度下(750、850、1 000、1 150m)不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)杉木叶片碳氮同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)以及碳氮磷养分含量,探讨海拔和叶龄对杉木叶片碳氮稳定同位素、叶片碳氮磷元素含量及其计量比的影响机制,从而为不同海拔梯度下杉木人工林的科学经营提供依据。结果表明,海拔对杉木当年生叶片δ~(13)C含量影响显著(P0.05),海拔1150m当年生叶片δ~(13)C含量(-29.40‰)显著高于750m海拔叶片δ~(13)C含量(-30.49‰),且随着海拔增加当年生叶片δ~(13)C含量逐渐升高,温度可能是导致这种变化的主要原因,其他叶龄叶片对海拔的响应无显著差异(P0.05);不同叶龄的叶片δ~(13)C含量差异不显著(P=0.388)。海拔对杉木叶片δ~(15)N含量无显著影响(P=0.092),但总体变化趋势与C/P和N/P保持一致;而叶龄对叶片δ~(15)N含量影响显著(P0.05),同一海拔不同叶龄叶片之间δ~(15)N含量均随着叶龄的增加而降低,这可能是氮元素在不同叶龄叶片间的富集效应不同导致的;此外,温度降水和土壤氮磷可能是影响叶片δ~(15)N含量的重要因素。马鬃岭不同海拔梯度下杉木林氮和磷的限制性不尽相同,海拔750m处的林分呈磷限制(N/P16),在850m和1150m林分呈现氮磷共同限制(14N/P16),而在海拔1 000 m则呈现氮限制(N/P 14),氮同位素对林分的养分限制响应可能比碳同位素更明显。     

滇中高原岩溶区典型植物旱雨季水分来源的差异特征

植被恢复是岩溶石漠化生态治理的主要环节，开展植物水分来源辨析和利用策略研究，对植被恢复和保护具有重要的理论和实践指导意义.以滇中高原岩溶区石林县作为研究区域，选取成龄滇青冈、栓皮栎和云南松3种典型地区优势植物作为研究对象，利用氢氧稳定同位素技术和IsoSource模型对3种植物的水分来源进行定性和定量分析.结果显示：(1)所有土壤水、植物木质部水和湖水的氢氧同位素均分布于地区大气降水线[LMWL:δD=8.02δ¹⁸O+8.58(R2=0.98)]附近，表明大气降水是当地各水体的主要补给水源.(2)土壤水δ¹⁸O在季节上呈现雨季贫化、旱季富集的规律，在垂直方向上土壤水δ¹⁸O表现为雨季0-10 cm贫化，20-50 cm富集，而旱季土壤水δ¹⁸O则0-10 cm富集，20-50 cm贫化.(3)滇青冈、栓皮栎和云南松的δ¹⁸O存在差异，同时同一植物不同生境δ¹⁸O也存在明显不同，3种植物δ¹⁸O随季节变化都呈现出雨季贫化、旱季富集的现...     

凉水和宝天曼地区乔木叶片氮素再吸收过程中δ15N的变化

植物自然丰度的稳定性N同位素(δ15N)在植物N吸收和N转运过程中会发生变化,但植物叶片在凋落之前的N素的再吸收如何影响δ15N变化还不清楚.本研究以凉水地区的14个常见树种和宝天曼地区的16个常见树种为研究对象,测定各树种新鲜叶和凋落叶及其对应土壤中的C、N质量分数和δ15N值.结果表明,凉水树种新鲜叶N质量分数和δ15N值显著高于宝天曼树种,这与凉水土壤的N质量分数和δ15N值都高于宝天曼土壤相对应.此外,凉水树种叶片N吸收率(47%)与宝天曼树种(40%)无显著差异.宝天曼树种凋落叶中的δ15N显著高于新鲜叶中的δ15N值,即叶片N再吸收过程中存在N同位素的分馏效应,而凉水树种凋落叶与新鲜叶中的δ15N无显著性差异.本研究首次报道在植物叶片N再吸收过程中存在显著的同位素分馏效应,而且分馏效应的程度与N再吸收率显著负相关.此外,植物叶片N再吸收过程中是否存在同位素分馏效应可能取决于叶片的N再吸收率;乔木新鲜叶片N质量分数和δ15N值在地区间的差异可能取决于土壤N质量分数和δ15N值的地区差异;叶片N再吸收率可能与N在叶片中的存在形态有关,而与土壤N质量分数不相关.     

毛白杨杂种无性系稳定碳同位素值的特征及其水分利用效率

2008年在北京林业大学对9个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系苗木生长不同时期的叶片、小枝、根的碳同位素δ~(13)C和瞬时水分利用效率WUEi的差异进行研究,分析不同无性系间δ~(13)C与瞬时水分利用效率WUEi的相互关系,目的在于探求δ~(13)C在筛选高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值.结果表明:不同生长时期叶片δ~(13)C值表现为7月<8月<10月<9月,小枝δ~(13)C值表现为8月<9月<10月,叶片δ~(13)C值、小枝δ~(13)C值在不同时期和不同无性系间的差异均达显著水平,无性系间的差异是引起δ~(13)C值变化的主要因素.不同部位碳同位素比值表现为叶片<小枝<根,毛白杨杂种无性系δ~(13)C值在不同部位和无性系间差异均达显著水平,部位间的差异是引起δ~(13)C值变化的主要因素.δ~(13)C值较高的无性系30、83、BL5的WUEi也较高,δ~(13)C值较低的无性系42、26、BT17的WUEi也较低,且不同时期δ~(13)C和WUEi呈较强的正相关,相关系数分别为0.766、0.872、0.675,高δ~(13)C可以作为筛选高WUEi毛白杨的有效指标,且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果.     

青藏高原东部高寒草甸植物δ13C年间变化及其环境分析

植物有机体稳定碳同位素组成受植物生长期间气候环境因子的影响,包含了大量的环境信息。要真正理解植物体同位素组成所包含的环境信息首先要研究植物体同位素组成与环境之间的关系。文章通过分析2002年和2003年青藏高原东部青海省门源县境内隶属于19科41属51种植物叶片的δ13C值,研究高寒草甸植物稳定碳同位素组成的年间变化及其与环境因子的关系,分析影响δ13C值变化的关键因子。结果表明,所测植物的δ13C值分布在一个很小的范围-29.2‰～-24.9‰之间,平均值为-26.9‰,说明所测植物的光合作用均通过C3途径实现,这可能与该研究区较低温度有关。研究发现一年生植物δ13C值明显低于多年生植物,而且一年生和多年生植物δ13C值之间的差异在2002年(t=-3.031,P<0.01)和2003年(t=-3.567,P<0.001)均能达到显著性水平,表明多年生植物水分利用效率显著高于一年生植物,能更好的适应该地区寒冷干燥的低温环境。两年间植物δ13C值有明显不同,2003年显著低于2002年(t=6.786,P<0.001)。通过分析两年间环境因子的变化认为植物叶片δ13C值的年间变化主要是由于降水的变化引起的,随降雨量的增加而降低。不同植物种δ13C值年间变化差别很大,反应了植物对环境变化的不同响应。在植被恢复中应选用植物δ13C值随环境变化存在较大差异的物种,因为此类物种能够采取不同的对策适应该地区环境的变化。     

短花针茅(Stipa breviflora)叶片δ~(13)C对载畜率的响应

叶片δ~(13)C值、养分含量等特征体现了植物为获取最大碳收获所采取的生存适应策略,同时δ~(13)C值还可以指示植物的长期水分利用效率,了解荒漠草原短花针植物的水分及资源利用策略有助于人们掌握其生长机制,对分析短花针茅应对干扰的生态对策有重要意义。采用稳定性碳同位素技术,通过测定荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)叶片稳定性同位素值(δ~(13)C),结合植物叶片碳(C)、氮(N)、碳氮比(C/N)、水分含量(LWC)等生理指标,探讨不同载畜率下短花针茅叶片的适应机理。结果表明,短花针茅叶片δ~(13)C值随放牧强度的增大而显著减小(P=0.041),其中对照处理为-26.8‰,轻度放牧处理为-27.2‰,中度和重度放牧处理分别为-27.4‰和-27.5‰,表明随着放牧强度的增大,植物的水分利用效率降低。随着放牧强度的增大,短花针茅叶片N质量分数增大(P=0.003),从对照到重度放牧处理依次为2.1%、2.3%、2.5%和2.7%;C质量分数减小,但不显著(P=0.076),从对照到重度放牧处理依次为46.3%、46.1%、46.1%和45.3%;C/N显著降低(P=0.004),对照到重度放牧处理依次为26.1%、20.7%、19.6%、18.5%,表明随着放牧干扰的增强,植物积累有机物质及资源利用能力下降。相关分析发现短花针茅叶片δ~(13)C值与N质量分数呈显著负相关(r=-0.690,P0.05),与C质量分数、C/N呈显著正相关(r=0.565,r=0.668;P0.01);叶片δ~(13)C值可指示植物有机物质的积累和资源利用能力。     

香港地区大气降水的D和18O同位素研究

研究了香港地区近20 a(1986-2002)大气降水的氢、氧同位素组成,提出了大气降水线方程为6D=8.13δ18O+11.392,并与全国及全球降水线方程进行对比,揭示了该方程的特征.对全年氘盈余及降水线特征的研究表明.香港地区全年降水来源较为单一,主要为海洋性气团,夏季大气降水同位素组成主要受夏季风或夏季台风的影响,加权平均月降水6值与月降水、月气温均呈负相关关系;降水中δD与δ18O的降水量效应明显.且该影响远远掩盖了温度效应.     

西北地区油松叶片稳定碳同位素特征与生理指标的关系

以分布于中国西北境内的甘肃、宁夏及内蒙古等地区10个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然种群为研究对象,通过测定油松叶片的稳定碳同位素组成(δ13C)、有机渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱、甘露醇)含量、灰分含量、含水量和碳氮含量等生理指标,分析不同自然种群油松叶片δ13C特征及其与生理指标之间的关系.结果显示:油松叶片δ13C值的变化范围在-28.68‰～-25.02‰,平均值为-26.82‰,随着降水量增加,δ13C表现出偏负的趋势;油松叶片δ13C值与可溶性糖和灰分含量呈显著正相关关系(P0.01),与叶片含水量、甘露醇和全氮含量呈显著负相关关系(P0.01),与脯氨酸、甜菜碱和全碳含量相关性不显著.上述结果表明,叶片δ13C值可以同时反映生长环境和植物体本身水分的亏缺程度,植物水分利用效率的提高和各种渗透调节物质在植物体内的积累不是协同变化的,并且灰分含量可以作为δ13C值的替代指标.     

新疆帕米尔高原塔什库尔干地区冰川融水锶同位素特征及其环境意义

本文研究了帕米尔高原地区冰川融水的Sr同位素组成特征,并且结合水化学和氢氧同位素结果进行讨论.结果表明,该区以HCO_3-Ca(Ca-Mg)和HCO_3-SO_4-Ca-Mg水为主;冰川融水矿化度低,水化学类型简单,NO_3~-离子含量很少,是研究冰川融水氢氧同位素特征和用锶同位素研究水-岩作用的理想地区.研究区冰川融水的~(18)O和~2H具有明显的高度效应,δ~(18)O-δ~2H关系水点均位于世界降水线的左上方,显示了寒冷气候条件下,冰川融水~(18)O和~2H同位素特征;本研究应用~(87)Sr/~(86)Sr比值与1/[Sr~(2+)]相关性以及~(87)Sr/~(86)Sr、[Sr~(2+)]/[Na~+]比值的相关性发现,塔什库尔干河流域的上游西南部喀喇其库尔河一带是以硅酸盐岩为主的分布区,其特点是高~(87)Sr/~(86)Sr比值和低[Sr~(2+)]/[Na~+]比值,南部是以碳酸盐岩为主的分布区,其特征是低~(87)Sr/~(86)Sr比值和高[Sr~(2+)]/[Na~+]比值;到了中游和下游,河水都是混合水,其中靠近上游水点以低~(87)Sr/~(86)Sr比值和高的1/[Sr~(2+)]比值为特征,而下游则以低~(87)Sr/~(86)Sr比值和小的1/[Sr~(2+)]比值为特征,这些特点与混合水的来源和流经区的岩性有关;本研究还发现,氘过量参数d值是识别大气降水补给河水或地下水的重要指标,可用于研究该地区古气候的演变.     

圆柏属常绿木本植物δ~(13)C值的季节变化与抗冷冻性的关系

以祁连圆柏Sabina przewalskii和圆柏Sabina chinensis为材料,研究了圆柏属植物的抗冷冻性与针叶δ13C值季节变化的关系。结果表明,两种圆柏属植物的δ13C值均随温度的降低而减小并在整个冬季维持较低水平。表明圆柏属植物为了抵抗低温的伤害,加强了自身能量物质的消耗,即呼吸作用增强,导致植物体内的δ值偏向更负。在整个测定期中,祁连圆柏的δ13C值都显著高于圆柏的δ13C值,表明在低温胁迫过程中,圆柏为适应低温、提高其抗冷冻能力所消耗自身能量物质的量远高于祁连圆柏。这与祁连圆柏具有较强的抗冷冻适应性策略一致。此外,两种圆柏属植物碳同位素组成与月均温度表现出极显著的线性相关性,并且与脯氨酸(Pro)质量分数、针叶相对含水量(RWC)也都表现出极显著的线性相关性。因此,碳同位素组成可以作为鉴定圆柏属植物抗冷冻性的又一重要指标。     

运用氮、氧双同位素技术研究永安江硝酸盐来源

以洱海入湖河流永安江为研究对象,利用硝酸盐δ15N和δ18O双同位素技术对永安江水体的硝酸盐氮来源进行识别。在永安江沿程共布置9个监测点,分析硝酸盐的污染特征,并利用离子交换树脂法对水样进行预处理后测试硝酸盐δ15N和δ1 8O。结果表明,永安江硝酸盐氮源负荷占永安江总氮源污染的50%左右,各采样点ρ(硝酸盐)为0.07~5.22 mg·L-1,均值为1.00~2.39 mg·L-1。经同位素测试,各采样点δ15N-NO3-均值为6.12‰~13.88‰,δ18O-NO3-均值为8.24‰~11.72‰;永安江河水中硝酸盐主要来自于流域内化学肥料、牲畜粪便、生活污水和土壤有机氮硝化;利用Iso Source混合模型对4种形态的硝酸盐来源进行定量分析,发现化学肥料占37.3%,牲畜粪便占34.6%,村落污水占18.2%,土壤有机氮占9.9%。利用Iso Source混合模型可为河流硝酸盐来源定量研究提供新的研究思路,硝酸盐贡献比例与河流流经村落位置及土地利用类型有关。     

不同放牧强度上内蒙古短花针茅草原植物功能群水分和氮素利用效率相关分析

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置4个不同的放牧梯度:无牧区、轻度放牧、中度放牧、重度放牧,载畜率依次为0、0.91、1.82和2.71 sheep·hm~(-2)·0.5 a~(-1);根据生活型划分植物功能群(多年生杂类草,多年生禾草,一年生草本,小半灌木),利用稳定性碳同位素测定植物叶片的碳同位素值,结合植物叶片C/N,探讨放牧对植物功能群水分及氮素利用效率的影响,分析不同植物功能群面对干扰时的生理生态应对策略,为放牧条件下荒漠草原植物资源利用对策的选择提供参考。结果表明:(1)随着放牧强度的增大,一年生草本植物的水分利用效率增大(P=0.000 7),而多年生杂草和多年生禾草水分利用效率降低(P=0.000 9,P=0.000 02),小半灌木的水分利用效率没有显著差异(P0.05);(2)随放牧强度的增大,植物功能群的N素含量普遍增大,而C/N普遍降低,植物的资源利用效率降低;(3)在一年生草本植物中,δ~(13)C与C/N呈极显著负相关(r=-0.865,P0.01),而在多年生禾草、杂类草和半灌木中,二者呈显著正相关(r=0.699,r=0.593,r=0.642,P0.05);δ~(13)C与C/N之间的关系因植物体内N的分配而异,不同植物具有不同的资源利用策略。     

拒马河的水化学、同位素特征及其指示意义

通过水文地球化学的方法来探究拒马河流域的河水与地下水之间的水力联系,从而为拒马河流域地下水的开采与管理提供一定的科学依据.因此,对太行山山前河流拒马河不同河段水样的水温、pH值、电导率、重碳酸根离子进行了现场测定,对水样中的K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-等阴、阳离子以及D和~(18)O进行了实验室测定.7种常规离子的特征分析表明,拒马河不同河段水样水化学类型属于低矿化度的Ca-MgHCO_3型水;δD和δ~(18)O沿程变化特征表明拒马河河水在径流的过程中,δD和δ~(18)O两者均沿程逐渐变化,并且都出现了富集的现象;氘过量参数沿程变化特征表明拒马河河水在径流的过程中发生"氧漂移"现象的原因主要是水/岩相互作用和蒸发作用,并且径流速度从整体来看比较缓慢;补给来源分析表明拒马河不同河段由大气降水补给,其化学成分是大气降水渗入地下经地下循环中各种水化学作用和蒸发作用影响的结果;补给高程的计算表明研究区内拒马河河段的补给高程在58—908 m之间,推断补给区很可能是北京西南部的中—低山区.     

退化喀斯特森林群落常见植物叶片SPAD值变异特征

叶绿素含量是植物生理生化及生态调查中的一个重要测量参数,植物叶绿素含量能灵敏地反映植物生理状态及其与环境的关系。SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)值是反映植物叶绿素相对含量的指标,一定条件下可用SPAD值代替叶绿素含量进行植物生长环境和健康水平的评估。为探讨退化喀斯特森林不同演替群落植物叶片SPAD值变异特征及其对环境变化的响应,以陈旗小流域内退化喀斯特森林群落中的常见植物为研究对象,分别对其叶片SPAD值进行了测定分析。结果表明,(1)研究区植物叶片SPAD值在13.54~24.34之间变化,平均值为18.43。植物叶片SPAD值在稀灌草丛(16.33)、藤刺灌丛(19.65)、灌木林(20.90)、乔灌过渡林(18.18)和乔木林(17.07)等不同演替阶段植物群落之间差异显著(P0.05),而在各群落内部均较稳定,表明植物叶片SPAD值的改变一定程度上是对植物生境条件的响应。(2)研究区小果蔷薇(Rosa cymosa)、火棘(Pyracantha fortuneana)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)和小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)4种植物叶片SPAD值在物种内均较稳定,但种间差异显著(P0.05),说明树种是影响植物叶片SPAD值的重要因子。(3)研究区群落类型、物种均对植物叶片SPAD值有显著影响并产生交互作用,但植物叶片SPAD值在各群落内部均较稳定,而在不同群落之间有显著差异(P0.05),表明研究区内植物叶片SPAD值的变异受环境变化等物种以外因素的影响更大。(4)研究区植物叶片SPAD值与叶片氮含量、叶面温度及生长环境的空气温度、露点温度之间均具有极显著正相关关系(P0.01),表明其变异特征是退化喀斯特森林生态系统结构和功能退化的综合体现。     

陡河水库鱼体汞的生物积累初探

为了解陡河燃煤电厂大气汞释放对毗邻的陡河水库水生生态系统中鱼体汞含量、生物积累和放大等的影响,本研究采集陡河水库野生鱼、虾和螺蛳,分别测定了鱼样等生物样品中的总汞和甲基汞,并对部分代表性样品测定稳定碳氮同位素比值。鱼汞分布特征和δ13C‰和δ15N‰同位素比值分布特征显示:鱼体(鲜样)中总汞和甲基汞平均含量分别为56.4±26.7和15.5±8.4 ng·g-1,总汞含量最高的是杂食性的白条鱼为133 ng·g-1。不同食性的鱼体δ13C和δ15N稳定同位素值变化范围分别为-28.1‰~-24.4‰和12.0‰~16.1‰,Log10[Hg]与δ15N的线性相关斜率值为负值。以上结果表明:陡河水库鱼体汞总体偏低,没有发现高生物积累和生物放大,其主要原因在于陡河水库水环境中汞含量较低,且陡河水库靠近市区,过度捕捞使可以捕获的鱼样种类和数量偏少,且鱼龄较低。