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干旱区资源与环境 2020年第12期34卷 42-49页

作者：付昕宇刘华民于晓雯寇欣温璐董少刚王立新内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 草原生态安全省部共建协同创新中心呼和浩特010021 蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室呼和浩特010021

湖滨带湿地生态修复是岱海水生态综合治理的关键环节之一,而探究湖滨带湿地植物水分利用策略则对湖滨带湿地植被的保护与恢复具有重要的理论与实践意义。文中以岱海湖滨带湿地为研究对象,基于氢氧稳定同位素(δ18O、δD)示踪技术,结合... 详细信息

湖滨带湿地生态修复是岱海水生态综合治理的关键环节之一,而探究湖滨带湿地植物水分利用策略则对湖滨带湿地植被的保护与恢复具有重要的理论与实践意义。文中以岱海湖滨带湿地为研究对象,基于氢氧稳定同位素(δ18O、δD)示踪技术,结合植物潜在水源(降水、土壤水、湖水、地下水),分析各水源氢氧同位素特征及植物对不同水源的利用比例。结果表明,湖滨带湿地主要草本植物均主要利用0~30cm表层土壤水分,但植株较大、根系较长的多年生草本植物在竞争激烈的情况下会向更深层次的土壤吸收水分,呈现出水分利用的生态位分离。芦苇和柽柳作为岱海湖滨带湿地植物群落的优势种,根系发达,对于水分利用具有较强的可塑性和适应性,可在浅层与深层土壤水之间转换。

关键词：岱海湖滨带湿地氢氧稳定同位素水分来源生态位

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岱海湖滨带湿地植物水分来源及利用策略研究

岱海湖滨带湿地植物水分来源及利用策略研究

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作者：付昕宇内蒙古大学

学位级别：硕士

岱海是我国北方生态屏障构建的关键战略节点,但湖泊水面面积日益萎缩,且湖泊水生态环境问题凸显,亟待开展综合治理。湖泊湖滨带退化湿地生态系统的生态恢复与修复是岱海湖泊水生态综合治理的关键环节之一。然而,湖泊流域水资源的匮乏是... 详细信息

岱海是我国北方生态屏障构建的关键战略节点,但湖泊水面面积日益萎缩,且湖泊水生态环境问题凸显,亟待开展综合治理。湖泊湖滨带退化湿地生态系统的生态恢复与修复是岱海湖泊水生态综合治理的关键环节之一。然而,湖泊流域水资源的匮乏是湖滨带湿地恢复与修复的主要限制因子,因此,探究湖泊湖滨带湿地植物水分来源与利用策略对于湖泊湖滨带湿地生态系统的保护与恢复具有重要的理论与实践意义。本研究以岱海湖泊湖滨带湿地生态系统为研究对象,利用氢氧同位素(δO、δD)示踪技术,通过对比分析岱海湖滨带湿地植物与不同深度土壤水的同位素组成,结合植物生长潜在水源(降水、土壤、湖水、地下水),利用IsoSource模型量化湖泊湖滨带湿地植物水分来源与利用策略。本研究取得如下结论:(1)岱海大气降水的δO、δD变化范围为-7.8‰6.6‰和-53.4‰43.8‰,地下水δO、δD变化范围为-10.11‰9.23‰和-70.95‰66.30‰,湖水δ、δD变化范围为-2.05‰.25‰和-24.53‰2.39‰,土壤水δO、δD的变化范围是-12.06‰.13‰和-92.13‰4.81‰,植物木质部水δO、δD的变化范围是-10.14‰2.26‰和-82.87‰39.11‰。降水线的斜率与截距均小于全球大气降水线,降水存在不平衡的二次蒸发。地下水的δO与δD值较为稳定,远超北方降水多年加权平均范围,比北方降水更加贫化,表明当地降水补给地下水较弱。湖水δO与δD值在地下水蒸发线和当地大气降水线之间,蒸发富集明显,受到降水与地下水共同补给。(2)随着与湖水水面距离的增加,各土层平均土壤含水率逐渐减小。退水湖床裸地剖面土壤含水率先增加后减小,在植被覆盖且随着与湖水水面距离的增加,受植被覆盖度与植物吸水的影响,剖面土壤含水率先减小后增加。(3)土壤水δO随剖面深度变化较含水量规律性更明显。0-100cm土壤水δO值随深度增加呈递减的趋势,0-30cm表层土壤δO富集,波动变化大,随深度增加波动变小并趋于稳定并逐渐接近地下水δO值。靠近湖边的土壤水主要受到湖水与降水的影响,远离湖边的土壤水主要受到降水与地下水的影响。(4)芦苇和柽柳作为岱海湖滨带湿地植物群落的优势种,根系发达,对于水分利用具有较强的可塑性和适应性,可在浅层与深层土壤水之间转换。在靠近湖边且土壤含水率较高时,主要吸收0-30cm浅层土壤水分,在远离湖边土壤含水率较低,且与其他草本植物对表层土壤水分吸收竞争激烈时,出现水分利用的生态位分离,逐渐转而利用更深层次的土壤水。(5)湖滨带湿地主要草本植物(赖草、藨草、糙隐子草、小糠草、鹅绒委陵菜、针苔草、寸草苔、小药大麦草、全叶风毛菊、苍耳、苦菜、独行菜、黄花蒿、黄蒿、碱蓬、拂子茅、披碱草、艾蒿)均主要利用0-30cm表层土壤水分,该土层贡献了62.1%00%的水分,竞争激烈。但植株较大、根系较长的赖草、藨草、小糠草、黄花蒿等植物在土壤含水率较低、竞争激烈的情况下会向更深层次的土壤吸收水分,呈现出湿地植物群落水分利用的生态位分离。

关键词：岱海湖滨带湿地氢氧稳定同位素水分来源生态位分离

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岱海湖滨带土壤有机碳含量及土壤呼吸分布特征研究

岱海湖滨带土壤有机碳含量及土壤呼吸分布特征研究

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作者：张孝帅内蒙古大学

学位级别：硕士

土壤有机碳作为全球最大的碳库和碳循环过程的重要组成部分,在气候变化和温室气体排放中起着关键作用。湖泊萎缩能够在一定程度上影响碳循环模式。本文以干旱半干旱区典型内陆湖泊岱海湖滨带土壤有机碳为研究对象,通过不同生境下、植被... 详细信息

土壤有机碳作为全球最大的碳库和碳循环过程的重要组成部分,在气候变化和温室气体排放中起着关键作用。湖泊萎缩能够在一定程度上影响碳循环模式。本文以干旱半干旱区典型内陆湖泊岱海湖滨带土壤有机碳为研究对象,通过不同生境下、植被的不同生长时期土壤有机碳含量以及生长季各月份土壤呼吸的测定分析,研究其分布规律及影响因素。本文取得如下主要研究结果:(1)岱海湖滨带不同生境下土壤有机碳含量从高到低依次为芦苇群落、北侧裸地、北侧赖草群落、碱蓬、南侧裸地、南侧赖草群落。垂直分布上,碱蓬群落、芦苇群落和裸地随着土层的加深,土壤总有机碳含量呈现出先增高后降低的趋势,而两侧赖草群落则表现为先降低后增高再降低的趋势。(2)相关性分析:土壤有机碳与可溶性有机碳、易氧化有机碳和颗粒有机碳之间显著相关;土壤全氮、土壤p H以及土壤含水率土壤有机碳主要影响因素。结构方程模型:影响土壤有机碳及其组分的主要因素为土壤含水率,其次为土壤p H和土壤电导率,土壤环境因子通过总氮间接影响土壤有机碳及组分的含量。(3)岱海湖滨带不同生境下土壤呼吸在生长季内均呈现单峰曲线模式,在7月份达到最大值,土壤呼吸与温度和降水量变化一致。(4)土壤呼吸与有机碳及其组分、p H、含水率等环境因子之间具有一定的相关性。结构方程模型表明,土壤含水率是影响岱海湖滨带湿地土壤呼吸的主要驱动因素。论文成果可为干旱半干旱地区湖泊湖滨带湿地生态系统碳汇评估和退化湖泊湖滨带湿地生态系统恢复与重建提供理论依据和数据支撑。

关键词：岱海湖滨带土壤有机碳活性有机碳土壤呼吸分布特征

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