基于氢氧同位素的农田GSPAC界面水分转化研究

发布时间：2022-07-19 13:53

　　农田土壤-植物-大气连续体（SPAC）界面水分转化过程的定量研究是提高水肥利用效率的难点。根系吸水是SPAC水分和养分传输的关键纽带,定量识别根系吸水来源对优化农田灌溉施肥措施具有重要意义。本研究量化了冬小麦的主要根系吸水深度和不同深度土壤水分对根系吸水的贡献比例,分析了根系吸水来源与土壤水分分布变化的相互关系。两季土壤含水率剖面中,表层0-30cm的土壤水的波动较大,其他各层的含水率基本按照水平层状分布,且含水率有向深层逐渐增加的趋势。2014季冬小麦期间,较深的低于50cm范围土壤含水率比2015季更大。两季冬小麦的的T5处理中,由于在返青期,拔节期和灌浆期的三次80mm灌水使得返青期之后20-90cm深度土壤含水率相比于其它处理较高。两年的当地大气降水线分别为δD=7.3775δ18O+4.0776,R2=0.9656、δD=6.9632δ18O+1.7862,R2=0.9663。试验区两季土壤水同位素的拟合曲线为δD=3.7742δ18O-28.769,R2=0.4052。两季冬小麦茎秆同位素的分布特征不同,受土壤水同位素的影响,2014季冬小麦茎秆水同位素曲线的斜率比2015... 

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 农田非饱和带实验中的水分运移
        1.2.2 同位素方法在农田和非饱和带水分运移研究的原理和现状
        1.2.3 根系吸水及农田非饱和带的水分运移以模拟研究
        1.2.4 华北平原农田非饱和带水分运移的研究现状
        1.2.5 SPAC系统中大气-植物界面与大气土壤界面的研究
    1.3 研究内容、方案及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方案及技术路线
    1.4 创新点和预期成果
        1.4.1 创新点
        1.4.2 预期成果
第二章 研究区概况和实验方案
    2.1 研究区概况
        2.1.1 研究区水文地质条件
        2.1.2 作物生产概况
    2.2 实验区概况
    2.3 试验处理
    2.4 样品采集和分析
        2.4.1 气象监测
        2.4.2 土壤含水率测定
        2.4.3 水样采集
        2.4.4 MixSIAR贝叶斯混合模型
    2.5 主要计算指标
第三章 土壤水分动态规律
    3.1 不同处理含水率剖面变化
    3.2 不同年份含水率剖面变化
    3.3 小结
第四章 氢氧稳定同位素时空分布
    4.1 降水（灌水）氢氧稳定同位素的分布特征
    4.2 土壤水氢氧稳定同位素的分布特征
    4.3 冬小麦茎秆水稳定同位素的分布特征
    4.4 小结
第五章 农作物根系吸水来源
    5.1 直接对比法推断作物主要吸水深度
    5.2 基于MixSIAR模型的冬小麦根系吸水在不同深度的比例
    5.3 小结
第六章 蒸散发分割
    6.1 水量守恒和同位素质量守恒
    6.2 小结
第七章 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 不足与建议
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]采用水量平衡法分析呼伦湖水域面积变化因素[J]. 张璐,张生,孙标,赵胜男,田野,赵水霞.  水资源与水工程学报. 2016(02)
[2]太行山前平原典型灌溉农田深层土壤水分动态[J]. 景冰丹,靳根会,闵雷雷,沈彦俊.  农业工程学报. 2015(19)
[3]同位素水文学的若干回顾与展望[J]. 汪集旸,陈建生,陆宝宏,童海滨,谭忠成,孙营营,林统,王永森.  河海大学学报(自然科学版). 2015(05)
[4]黑河流域中游制种玉米农田土壤水分运移规律[J]. 李东生,吉喜斌,赵丽雯.  干旱区研究. 2015(03)
[5]黑岱沟矿区排土场土壤水的氢氧稳定性同位素特征及入渗规律[J]. 杨国敏,王力.  煤炭学报. 2015(04)
[6]基于稳定同位素的土壤水分运动特征[J]. 靳宇蓉,鲁克新,李鹏,王琦,张铁钢,刘莹.  土壤学报. 2015(04)
[7]多尺度蒸散发估测与时空尺度拓展方法研究进展[J]. 张宝忠,许迪,刘钰,陈鹤.  农业工程学报. 2015(06)
[8]土壤中非传统稳定同位素研究进展[J]. 黄方,南晓云.  中国科学技术大学学报. 2015(02)
[9]环境同位素在黑河流域水循环研究中的应用[J]. 胡玥,刘传琨,卢粤晗,刘杰,郑春苗.  地球科学进展. 2014(10)
[10]黑河下游不同林龄胡杨水分来源的D、18O同位素示踪[J]. 刘树宝,陈亚宁,李卫红,陈亚鹏,任志国.  干旱区地理. 2014(05)

博士论文
[1]土壤作物系统中水分及其氢氧稳定同位素的动态与农田耗水特征[D]. 王晶晶.中国农业大学 2015
[2]地下水补给评价方法研究[D]. 汪丙国.中国地质大学 2008

硕士论文
[1]基于同位素示踪的农田水分转化规律研究[D]. 孙宁霞.中国地质大学(北京) 2015
[2]毛乌素沙地作物耗水规律及蒸散发过程模拟研究[D]. 沈建根.中国地质大学（北京） 2013
[3]毛乌素沙地农田水分动态变化规律与数值模拟[D]. 包含.中国地质大学（北京） 2013
[4]混合模型的贝叶斯分析[D]. 于灏.西北工业大学 2003



本文编号：3663533