水蚀风蚀交错区典型灌木根系分布特征及水分来源
发布时间：2021-07-18 06:34
本研究以黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域作为研究区,选取典型沙生灌木柠条、沙柳为研究对象,通过采集植物根系,分析两种灌木在不同土层深度根系形态特征,明确它们在干旱半干旱环境下根系分布差异;通过测定研究区降水、土壤水及植物木质部水δD和δ18O值,分析它们各自的组成特征及相互关系;运用直接对比法和SIAR模型量化各土层土壤水对植物的贡献率,探究两种植物在不同月份的主要吸水深度、水分来源及对不同土层深度土壤水的竞争情况。主要研究结果如下:（1）在0～100 cm土层深度范围内,柠条细根主要分布在30 cm土层深度以下,其根重密度和根长密度随土层深度的增加呈相同变化趋势,比根长和根比表面积变化趋势相同;沙柳细根主要分布在0～30 cm土层,其根重密度和根长密度均随土层深度的变化呈先减小后增大的趋势,比根长和根比表面积呈波浪式分布。（2）研究区多年大气降水线(LMWL:δD=7.69δ18O+6.14（R2=0.96,n=91）)的斜率和截距明显小于全球大气降水线。2018年5～9月,逐月d值均小于全球平均值10‰,其中5、7...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置
西北农林科技大学硕士学位论文82.2研究内容本研究于2018年5月~9月在黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域进行（图2-2），以流域典型沙生灌木（柠条、沙柳）为研究对象，设置以下研究内容：（1）典型植物根系分布特征2018年7月中旬，通过测定不同土层深度根系几何形态特征参数：根重密度（RBD）、比根长（SRL）、根长密度（RLD）、根比表面积（RSA），分析柠条、沙柳根系的垂直分布差异。（2）降水、土壤水及植物木质部水氢氧同位素分布规律2018年5月~9月，收集研究区所有单次降雨量超过5mm的降水，每月定期采集柠条、沙柳木质部及林下不同土层深度土壤，运用稳定同位素技术，通过测定植物木质部水、降水及不同土层土壤水氢氧同位素值，分析区域大气降水同位素组成变化特征以及植物木质部水与土壤水、降水的δD~δ18O关系。（3）植物水分来源的季节变化利用稳定同位素技术，通过直接对比法和MixSIAR同位素混合模型，定量分析不同时间不同土层深度土壤水对植物的贡献率，揭示植物在旱、雨两季的水分来源变化及对各土层土壤水的竞争情况。图2-2样地航拍图Fig.2-2Theaerialphotographyofsampleplots
第二章研究区概况及研究内容92.3研究方法2.3.1研究对象的选取柠条、沙柳作为流域人工种植的主要防风固沙植物，通过野外调查发现这两种植物根系密集区主要分布在地表以下0~100cm的土层范围内。选取生长在沙土的柠条林、沙柳林作为探究植物根系分布特征的研究对象（图2-3b、c）；选取生长在沙土的单株柠条、沙柳（二者为聚生生长）作为探究植物水分来源的研究对象（图2-3a）。图2-3样地植被分布Fig.2-3Vegetationdistributioninsampleplots2.3.2样品的采集2.3.2.1根系采集2018年7月中旬分别对沙土上分布的柠条林、沙柳林布设10m×10m的小区，用蛇形布点法分别在两个小区随机选取12个采样点，清除地表杂草及枯枝落叶。用根钻（=9cm）进行采样，取样深度为100cm，每10cm一层。每层采集的样品装入孔径为2mm的尼龙网袋中，抖动尼龙网袋尽可能使更多土壤抖落出来，从而便于运输及后续根系处理工作。2.3.2.2同位素样品的采集（1）土壤样品的采集2018年5月至9月每月中旬在两株植物冠层下方，选择地势相对均一的两个位置作为采样点。用土钻进行土壤样品的采集，取样深度为300cm。0~100cm土层每10cm取样一份，100~300cm土层每20cm取样一份，将每层采集的土样剔除杂质后混合均匀。各土层所取土壤样品分为两份，一份迅速装入10mL螺口玻璃瓶中，用不透水薄膜密封放入随身携带的冰盒中保存，回到实验室后将其置于-20℃冷冻保存，直至土壤水分的抽提，重复取样2次；另一份装入铝盒中，用烘干法(105℃，12h)测定土壤含水量，重复取样3次。（2）植物茎干的采集植物茎干的采集时间与土壤样品的采集时间一致。每种植物分别选择生长状况良（a）（b）（c）柠条-沙柳（聚生）沙柳林柠条林
【参考文献】：
期刊论文
[1]准噶尔盆地南缘梭梭水分来源与传输规律分析[J]. 闫珂,杨广,何新林,李发东,刘赛华,任富天. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[2]浑善达克沙地杨树水分利用特征[J]. 苏文旭,贾德彬,冯蕴,张雨强. 干旱区研究. 2020(02)
[3]基于稳定氧同位素确定植物水分来源不同方法的比较[J]. 张宇,张明军,王圣杰,郭蓉,车存伟,杜勤勤,马转转,苏鹏燕. 生态学杂志. 2020(04)
[4]陕北黄土区深剖面不同土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素特征[J]. 姬王佳,黄亚楠,李冰冰,李志. 应用生态学报. 2019(12)
[5]氢氧同位素示踪法探测新疆地区防护林和棉花体系水分来源与竞争[J]. 郭辉,赵英,蔡东旭,兰志龙,雷加强. 生态学报. 2019(18)
[6]基于双稳定同位素和MixSIAR模型的冬小麦根系吸水来源研究[J]. 杜俊杉,马英,胡晓农,童菊秀,张宝忠,孙宁霞,高光耀. 生态学报. 2018(18)
[7]黄土高原植被建设应从扩大面积向提升质量转变[J]. 任宗萍,李占斌,李鹏,程圣东. 科技导报. 2018(14)
[8]祁连山亚高山灌丛优势植物水分来源[J]. 丁丹,贾文雄,马兴刚,王洁. 生态学报. 2018(04)
[9]西北干旱区灌草型白刺-芨芨草群落根系分布与互作[J]. 陈斌,刘茂松,黄峥,张明娟,徐驰. 生态学杂志. 2017(10)
[10]基于氢氧稳定同位素识别干旱区棉花水分利用来源[J]. 李惠,梁杏,刘延锋,刘亚磊,鲜阳. 地球科学. 2017(05)
博士论文
[1]黄土高原林地深层土壤根系吸水过程及其对水分胁迫和土壤碳输入的影响[D]. 李会杰.西北农林科技大学 2019
硕士论文
[1]古尔班通古特沙漠建群种白梭梭根系抗旱适应特性研究[D]. 田起隆.石河子大学 2018
[2]基于稳定氧同位素的黄土丘陵区不同树龄枣树土壤水分利用研究[D]. 李楠.西北农林科技大学 2018
[3]极端干旱区绿洲胡杨根系空间分布特征及其构型研究[D]. 井家林.北京林业大学 2014
本文编号：3289047
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置
西北农林科技大学硕士学位论文82.2研究内容本研究于2018年5月~9月在黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域进行（图2-2），以流域典型沙生灌木（柠条、沙柳）为研究对象，设置以下研究内容：（1）典型植物根系分布特征2018年7月中旬，通过测定不同土层深度根系几何形态特征参数：根重密度（RBD）、比根长（SRL）、根长密度（RLD）、根比表面积（RSA），分析柠条、沙柳根系的垂直分布差异。（2）降水、土壤水及植物木质部水氢氧同位素分布规律2018年5月~9月，收集研究区所有单次降雨量超过5mm的降水，每月定期采集柠条、沙柳木质部及林下不同土层深度土壤，运用稳定同位素技术，通过测定植物木质部水、降水及不同土层土壤水氢氧同位素值，分析区域大气降水同位素组成变化特征以及植物木质部水与土壤水、降水的δD~δ18O关系。（3）植物水分来源的季节变化利用稳定同位素技术，通过直接对比法和MixSIAR同位素混合模型，定量分析不同时间不同土层深度土壤水对植物的贡献率，揭示植物在旱、雨两季的水分来源变化及对各土层土壤水的竞争情况。图2-2样地航拍图Fig.2-2Theaerialphotographyofsampleplots
第二章研究区概况及研究内容92.3研究方法2.3.1研究对象的选取柠条、沙柳作为流域人工种植的主要防风固沙植物，通过野外调查发现这两种植物根系密集区主要分布在地表以下0~100cm的土层范围内。选取生长在沙土的柠条林、沙柳林作为探究植物根系分布特征的研究对象（图2-3b、c）；选取生长在沙土的单株柠条、沙柳（二者为聚生生长）作为探究植物水分来源的研究对象（图2-3a）。图2-3样地植被分布Fig.2-3Vegetationdistributioninsampleplots2.3.2样品的采集2.3.2.1根系采集2018年7月中旬分别对沙土上分布的柠条林、沙柳林布设10m×10m的小区，用蛇形布点法分别在两个小区随机选取12个采样点，清除地表杂草及枯枝落叶。用根钻（=9cm）进行采样，取样深度为100cm，每10cm一层。每层采集的样品装入孔径为2mm的尼龙网袋中，抖动尼龙网袋尽可能使更多土壤抖落出来，从而便于运输及后续根系处理工作。2.3.2.2同位素样品的采集（1）土壤样品的采集2018年5月至9月每月中旬在两株植物冠层下方，选择地势相对均一的两个位置作为采样点。用土钻进行土壤样品的采集，取样深度为300cm。0~100cm土层每10cm取样一份，100~300cm土层每20cm取样一份，将每层采集的土样剔除杂质后混合均匀。各土层所取土壤样品分为两份，一份迅速装入10mL螺口玻璃瓶中，用不透水薄膜密封放入随身携带的冰盒中保存，回到实验室后将其置于-20℃冷冻保存，直至土壤水分的抽提，重复取样2次；另一份装入铝盒中，用烘干法(105℃，12h)测定土壤含水量，重复取样3次。（2）植物茎干的采集植物茎干的采集时间与土壤样品的采集时间一致。每种植物分别选择生长状况良（a）（b）（c）柠条-沙柳（聚生）沙柳林柠条林
【参考文献】：
期刊论文
[1]准噶尔盆地南缘梭梭水分来源与传输规律分析[J]. 闫珂,杨广,何新林,李发东,刘赛华,任富天. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[2]浑善达克沙地杨树水分利用特征[J]. 苏文旭,贾德彬,冯蕴,张雨强. 干旱区研究. 2020(02)
[3]基于稳定氧同位素确定植物水分来源不同方法的比较[J]. 张宇,张明军,王圣杰,郭蓉,车存伟,杜勤勤,马转转,苏鹏燕. 生态学杂志. 2020(04)
[4]陕北黄土区深剖面不同土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素特征[J]. 姬王佳,黄亚楠,李冰冰,李志. 应用生态学报. 2019(12)
[5]氢氧同位素示踪法探测新疆地区防护林和棉花体系水分来源与竞争[J]. 郭辉,赵英,蔡东旭,兰志龙,雷加强. 生态学报. 2019(18)
[6]基于双稳定同位素和MixSIAR模型的冬小麦根系吸水来源研究[J]. 杜俊杉,马英,胡晓农,童菊秀,张宝忠,孙宁霞,高光耀. 生态学报. 2018(18)
[7]黄土高原植被建设应从扩大面积向提升质量转变[J]. 任宗萍,李占斌,李鹏,程圣东. 科技导报. 2018(14)
[8]祁连山亚高山灌丛优势植物水分来源[J]. 丁丹,贾文雄,马兴刚,王洁. 生态学报. 2018(04)
[9]西北干旱区灌草型白刺-芨芨草群落根系分布与互作[J]. 陈斌,刘茂松,黄峥,张明娟,徐驰. 生态学杂志. 2017(10)
[10]基于氢氧稳定同位素识别干旱区棉花水分利用来源[J]. 李惠,梁杏,刘延锋,刘亚磊,鲜阳. 地球科学. 2017(05)
博士论文
[1]黄土高原林地深层土壤根系吸水过程及其对水分胁迫和土壤碳输入的影响[D]. 李会杰.西北农林科技大学 2019
硕士论文
[1]古尔班通古特沙漠建群种白梭梭根系抗旱适应特性研究[D]. 田起隆.石河子大学 2018
[2]基于稳定氧同位素的黄土丘陵区不同树龄枣树土壤水分利用研究[D]. 李楠.西北农林科技大学 2018
[3]极端干旱区绿洲胡杨根系空间分布特征及其构型研究[D]. 井家林.北京林业大学 2014
本文编号：3289047
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