内蒙古西鄂尔多斯荒漠区降水入渗氘同位素特征

发布时间：2020-04-01 15:58

【摘要】：探讨我国干旱半干旱地区大气降水在土壤剖面中的时空分布特征将为西鄂尔多斯荒漠退化生态系统恢复和维持提供科学依据.本研究利用氘同位素技术研究了内蒙古西鄂尔多斯荒漠的大气降水、土壤水、地下水中的氘同位素值(δD),运用二元线性混合模型计算降水对各层土壤水的贡献率,并结合土壤含水量分析了不同降水条件下土壤剖面各层土壤水δD的时空分布特征.结果表明:雨后9 d内,小雨(0~10 mm)影响0~10 cm土壤含水量和土壤水δD值,对表层土壤(0~10 cm)的贡献率在30.3%~87.9%;中雨(10~20 mm)影响0~40 cm土壤含水量和土壤水δD值,对0~40 cm土壤水的贡献率为28.2%~80.8%;大雨(20~30 mm)和特大暴雨(30 mm)影响0~100 cm土壤含水量和土壤水δD值.降水对100~150 cm深层土壤水δD值影响不显著.西鄂尔多斯荒漠土壤水δD介于大气降水δD与地下水δD之间,表明西鄂尔多斯荒漠土壤水主要来源于大气降水与地下水.在同一降水强度下,表层土壤水(0~10 cm)受降水的直接影响显著,随着土壤深度的增加,土壤水δD变化幅度降低,100~150 cm深层土壤水δD基本趋于稳定.降水强度越大,对土壤水δD影响的时间越长,影响的土壤深度也越深.
【图文】：

地理位置,钙积层,年降水量,黄土

，降水量只占全年降水量的12%～16%，夏季短暂，多温热天气．平均年降水量为139．8mm，7月和8月两月降水量占全年降水量的47%，平均蒸发量为3127．7mm．全年日照总时数平均为2792．2h，年平均温度为9．8℃，极端最高气温达39．4℃，极端最低气温为－32．6℃．研究区的土壤类型主要是灰漠土，土壤剖面上部呈栗色，下部有菌丝状、斑块状或网纹状的钙积层．腐殖质层和钙积层分层较明显，具有草原土壤的特征．母质为黄土及黄土状物的地带性土壤．研究区生存的主要植物有四合木(Tetraenamongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus图1研究区地理位置Fig．1Locationofthestudyarea．2208应用生态学报28卷

西鄂尔多斯,降水量,动态,降水事件

丏值的水源作为消耗端，则土壤水分中消耗端水源所占比例为:Pc=δDe－δDsδDe－δDc×100%式中:Pc表示土壤水分中消耗端水源所占比例(%);δDe、δDc和δDs分别表示富集端水源、消耗端水源和土壤水δD．1.5数据处理运用SPSS21．0统计分析软件进行数据处理．单因素方差分析用来检验每次降水事件发生后，随着时间变化各土层中的土壤水δD和含水量的差异．多因素方差分析检验不同降水事件随时间变化对各层土壤水δD和降水对土壤水的贡献率的影响．2结果与分析2.1降水事件图2显示了在研究期间发生的多次降水事件的降水量与δD值随采样时间的变化．我们从中挑选出4次降水事件，这4次降水事件均为降水前3d无雨，一次性降水后9d内无雨(降水＜5mm可忽略不计)，它们分别代表小雨(0mm＜降水量≤10mm)、中雨(10mm＜降水量≤20mm)、大雨(20mm＜降水量≤30mm)和特大暴雨(降水量＞30mm)．这4次降水事件分别为:Ⅰ:6月6日降水13．7mm，7日又降水4．1mm，之后8d内无雨;Ⅱ:6月28日降水54mm，雨后4d内无雨，第5天降水3．2mm;Ⅲ:7月31日降水25．9mm，雨后6d内无雨，第7天降水3．2mm;Ⅳ:8月16日降水7．2mm，雨后9d内无雨．2.2土壤含水量随采样时间的动态变化由图3所示，降水7．2mm后第1天，0～10cm表层土壤含水量为5．5%，之后逐渐降低．10～20cm深处土壤含水量在雨后第1天略上升，第2天降至雨前水平;20cm以下土壤含水量随采样时间(9d)变化幅度不大，表明该次降水并没有深入到20cm以下的土壤中．降水13．7mm后第1天，，0～40cm深处土壤含水量上升，其中0～10cm土壤含水量最高图2研究期间西鄂尔多斯荒漠的降水量(P)动态与δD值Fig．2Dynamicsofprecipitation(P)andδDofrainfallinWestOrdosDesertdur

【参考文献】