艾比湖流域典型荒漠植被水分利用来源研究

作     者：郝帅 李发东 HAO Shuai;LI Fadong

作者机构：新疆师范大学地理科学与旅游学院乌鲁木齐830054 新疆干旱区湖泊环境与资源自治区重点实验室乌鲁木齐830054 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 

出 版 物：《地理学报》 (Acta Geographica Sinica)

年 卷 期：2021年第76卷第7期

页      面：1649-1661页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2021D01A118) 国家自然科学基金项目(U1803244) 新疆干旱区湖泊环境与资源实验室开放课题(XJNUSYS2019B18) 

主　　题：荒漠植被 水分利用 氢氧稳定同位素 艾比湖 

摘      要：在以风沙和干旱为基本特征的干旱、半干旱生态环境中,荒漠植被在防风固沙及维持荒漠和绿洲生态系统的稳定性方面有重要作用。选取艾比湖流域不同生境(河岸、沙丘、荒漠、盐沼)典型荒漠植被胡杨(Populus euphratica)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、白刺(Nitraria sibirica)和盐穗木(Halostachys caspica)为研究对象,运用稳定同位素方法分析降水、土壤水、植株水和地下水同位素组成变化特征,量化4种植被在整个生长期内吸水来源及比例。结果表明:(1)艾比湖流域降水δ2H和δ^(18)O值变化范围为-142.5‰~-0.6‰和-20.16‰~1.20‰,表现为夏季最大,冬季最小,春秋季居中的态势。(2)4类生境条件下的土壤水δ2H和δ^(18)O值沿剖面总体表现为随着深度增加逐渐减小;不同植株茎水δ2H和δ^(18)O值时间变化趋势基本一致,春季最大,夏季最小,秋季又逐渐增加;不同植株间比较,盐穗木茎水稳定同位素值最大,其余依次为白刺、梭梭和胡杨。(3)荒漠植被在不同生长期吸水来源及利用比例不同,梭梭在整个生长期主要利用地下水;白刺利用水源比例在整个生长季内变化较大,春季主要利用表层土壤水,贡献率为80%~94%,夏季利用深层土壤水的比例为31%~36%,秋季利用中层土壤水的比例达到33%~36%;盐穗木春季和秋季主要利用表层土壤水,夏季中间层土壤水比例略有提升,为20%~36%;胡杨春季主要利用中间层土壤水,利用比例为53%~54%,夏季主要利用地下水,比例达到72%~88%,河水利用比例仅为2%~5%,秋季河水利用比例升高为11%~21%。研究结果显示,干旱区荒漠植被生长季内水分利用来源差异明显。本文为了解干旱区荒漠植被的水分利用机理、水分适应策略,以及植被恢复和管理提供理论依据。