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
发布时间：2021-06-12 02:22
研究不同利用方式下的土壤水分稳定同位素组成有助于理解土壤水分运动过程,且可以分析土地利用变化的水文效应.本研究采集陕北黄土区4种土地利用方式（农地、草地、沙柳和杨树）下>15 m深的土样,测定土壤水的氢氧稳定同位素组成,探究土壤水分运动机制并分析土地利用方式的影响.结果表明:4种土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素组成特征具有显著差异.农地、草地、沙柳地和杨树地土壤水δD分别在-81.1‰～-60.1‰、-91.2‰～-61.0‰、-87.4‰～-63.6‰和-73.5‰～-62.2‰,δ18O分别在-11.2‰～-7.6‰、-12.6‰～-8.2‰、-11.5‰～-8.1‰和-9.9‰～-7.7‰.土壤水氢氧稳定同位素垂直分布均呈波动变化:浅层（活跃层,0～3 m）土壤水氢氧稳定同位素变化剧烈,δD值分别在-80.2‰～-61.8‰、-75.9‰～-65.5‰、-76.0‰～-63.6‰和-73.5‰～-62.2‰;中层（3～12 m）农地和草地氢氧稳定同位素剖面呈抛物线型,而沙柳地和杨树地相对稳定;但深层（12 m以下）土壤水氢氧稳定同位素值基本稳定,δD...
【文章来源】：应用生态学报. 2019,30(12)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区概况图
在土壤剖面中主要存在活塞流和优先流两种水分运动形式.活塞流指“新水”(氢氧稳定同位素相对贫化的水)缓慢推动土壤“老水”(氢氧稳定同位素相对富集的水)向下移动,在垂直方向无轴向混合作用[37];优先流指水分通过虫洞孔穴、植被根系及裂隙等通道快速下渗的运动方式[38].本研究中,4种土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素均呈渐变趋势,未出现突变点,特别是农地和草地的土壤水氢氧稳定同位素呈抛物线型,说明活塞流可能主导土壤水分运动,与黄土高原其他地区的研究结果一致[30-31].活塞流下渗速度极其缓慢,尤其在降雨量较小的研究区.加之该区地下水位深达130 m,可见,降水可能要经过几十至几百年的时间才可以到达地下水.3.2 土地利用变化对土壤水氢氧稳定同位素特征的影响
进一步计算不同样地整个剖面可能的补给来源[39],发现农地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-13.4‰、δD为-92.9‰的降水补给;草地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-12.7‰、δD为-88.0‰的降水补给;沙柳地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-12.8‰、δD为-88.7‰的降水补给;杨树地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-10.4‰、δD为-72.2‰的降水补给.研究区降水条件相同,但氢氧稳定同位素的结果表明,沙柳和杨树蒸发分馏程度较大,小降雨事件的雨水极易蒸发,无法及时下渗,只有夏秋暴雨可补给土壤水;而农地和草地蒸发分馏程度较小,小降雨事件的雨水也可以对土壤水进行补给.4 结 论
【参考文献】：
期刊论文
[1]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[2]典型岩溶槽谷区土壤水δD和δ18O时空分布特征:以重庆市中梁山岩溶槽谷为例[J]. 吴韦,蒋勇军,贾亚男,彭学义,段世辉,刘九缠,王正雄. 环境科学. 2018(12)
[3]氢氧稳定同位素技术在土壤水研究上的应用进展[J]. 徐英德,汪景宽,高晓丹,张玉龙. 水土保持学报. 2018(03)
[4]次降雨事件下雨养区典型小流域土壤水分运移规律[J]. 马田田,柯浩成,李占斌,李鹏,肖列,张洋,汤珊珊,郑淋峰,苏远逸,白璐璐. 水土保持学报. 2018(02)
[5]包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用[J]. 庞忠和,黄天明,杨硕,袁利娟. 工程地质学报. 2018(01)
[6]渭北旱塬果园自然生草对土壤水分及苹果树生长的影响[J]. 白岗栓,邹超煜,杜社妮. 农业工程学报. 2018(03)
[7]基于18O示踪的不同树龄枣树土壤水分利用特征分析[J]. 赵西宁,李楠,高晓东,霍高鹏,潘燕辉. 农业工程学报. 2018(03)
[8]黄土高原关键带全剖面土壤水分空间变异性[J]. 乔江波,朱元骏,贾小旭,黄来明,邵明安. 水科学进展. 2017(04)
[9]黄土区典型小流域包气带土壤水同位素特征[J]. 柯浩成,李占斌,李鹏,肖列,张军,刘莹,赵宾华,常恩浩,王琦. 水土保持学报. 2017(03)
[10]定边县土地利用现状及动态变化的分析研究[J]. 郝起礼,宁松瑞. 农业与技术. 2017(03)
本文编号：3225756
【文章来源】：应用生态学报. 2019,30(12)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区概况图
在土壤剖面中主要存在活塞流和优先流两种水分运动形式.活塞流指“新水”(氢氧稳定同位素相对贫化的水)缓慢推动土壤“老水”(氢氧稳定同位素相对富集的水)向下移动,在垂直方向无轴向混合作用[37];优先流指水分通过虫洞孔穴、植被根系及裂隙等通道快速下渗的运动方式[38].本研究中,4种土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素均呈渐变趋势,未出现突变点,特别是农地和草地的土壤水氢氧稳定同位素呈抛物线型,说明活塞流可能主导土壤水分运动,与黄土高原其他地区的研究结果一致[30-31].活塞流下渗速度极其缓慢,尤其在降雨量较小的研究区.加之该区地下水位深达130 m,可见,降水可能要经过几十至几百年的时间才可以到达地下水.3.2 土地利用变化对土壤水氢氧稳定同位素特征的影响
进一步计算不同样地整个剖面可能的补给来源[39],发现农地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-13.4‰、δD为-92.9‰的降水补给;草地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-12.7‰、δD为-88.0‰的降水补给;沙柳地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-12.8‰、δD为-88.7‰的降水补给;杨树地土壤水主要受氢氧稳定同位素值δ18O为-10.4‰、δD为-72.2‰的降水补给.研究区降水条件相同,但氢氧稳定同位素的结果表明,沙柳和杨树蒸发分馏程度较大,小降雨事件的雨水极易蒸发,无法及时下渗,只有夏秋暴雨可补给土壤水;而农地和草地蒸发分馏程度较小,小降雨事件的雨水也可以对土壤水进行补给.4 结 论
【参考文献】：
期刊论文
[1]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[2]典型岩溶槽谷区土壤水δD和δ18O时空分布特征:以重庆市中梁山岩溶槽谷为例[J]. 吴韦,蒋勇军,贾亚男,彭学义,段世辉,刘九缠,王正雄. 环境科学. 2018(12)
[3]氢氧稳定同位素技术在土壤水研究上的应用进展[J]. 徐英德,汪景宽,高晓丹,张玉龙. 水土保持学报. 2018(03)
[4]次降雨事件下雨养区典型小流域土壤水分运移规律[J]. 马田田,柯浩成,李占斌,李鹏,肖列,张洋,汤珊珊,郑淋峰,苏远逸,白璐璐. 水土保持学报. 2018(02)
[5]包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用[J]. 庞忠和,黄天明,杨硕,袁利娟. 工程地质学报. 2018(01)
[6]渭北旱塬果园自然生草对土壤水分及苹果树生长的影响[J]. 白岗栓,邹超煜,杜社妮. 农业工程学报. 2018(03)
[7]基于18O示踪的不同树龄枣树土壤水分利用特征分析[J]. 赵西宁,李楠,高晓东,霍高鹏,潘燕辉. 农业工程学报. 2018(03)
[8]黄土高原关键带全剖面土壤水分空间变异性[J]. 乔江波,朱元骏,贾小旭,黄来明,邵明安. 水科学进展. 2017(04)
[9]黄土区典型小流域包气带土壤水同位素特征[J]. 柯浩成,李占斌,李鹏,肖列,张军,刘莹,赵宾华,常恩浩,王琦. 水土保持学报. 2017(03)
[10]定边县土地利用现状及动态变化的分析研究[J]. 郝起礼,宁松瑞. 农业与技术. 2017(03)
本文编号：3225756
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