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一般说来,丘陵起伏的地形,造成河水不能外泄,常在河口低洼处停蓄起来成湖,也就是河口湖。河口湖又称为“终点湖”、“尾闾湖”。指处于内流河河口、尾闾、终点的湖泊。由于气候变化、人口增多、工农业发展,加之水资源总量不足、时空分布不均等因素,导致不少地区的尾闾湖出现地下水位下降、绿洲面积减少、沙尘暴天气增加等问题。湖泊周边的生态系统发生变化,植被的多样性和数量减少,生态环境面临严重破坏。为了改善尾闾湖的现状,加强水资源管理,人工输水成为首要选择。基于此,生态输水对湖区植被的影响成为不少科研团队的研究方向。内陆河下游生态输水区白刺灌丛的水分利用策略:基于稳定同位素数据在干旱地区,内陆河流域的尾闾湖通常是绿洲边缘阻止风沙侵袭的天然屏障,其生态水文效应普遍表现为以地表水、地下水和天然降水为特征的植被水分关系。水分是尾闾湖周边沙地植被稳定的关键制约因子,植物-土壤水分关系是沙地生态水文过程的重要组成部分。沙生植物通过根系吸收有限的水分之后通过根—茎—叶逐层向上传输,以满足植物叶片光合和蒸腾等生理活动的需求,维持植物的正常生长。为适应持续干旱的生境条件,植物通过调节其生理特性等形成特定的抗旱机制。基于此,在本研究中,来自西北师范大学的研究团队于2019年植物生长季在中国西北石羊河流域尾闾湖青土湖区收集了0–10,10–20,20–30,30–40,40–50和50–60 cm层的土壤、植物茎部、降水、地下水和湖水。利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(350vip葡京新集团)提取土壤和植物茎中的水分。并测定了不同水体同位素数据(δ2H和δ18O)和相关水文气象数据,以揭示尾闾湖区典型植被对生态输水的响应机制。研究结果有助于我们了解干旱内陆河流域下游人工输水背景下植物的适应机制,为水资源的合理利用和生态建设提供参考。研究区概况【结果】不同水体稳定同位素组成的时空动态2019年青土湖(a)...
发布时间: 2023 - 10 - 18
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一般说来,丘陵起伏的地形,造成河水不能外泄,常在河口低洼处停蓄起来成湖,也就是河口湖。河口湖又称为“终点湖”、“尾闾湖”。指处于内流河河口、尾闾、终点的湖泊。由于气候变化、人口增多、工农业发展,加之水资源总量不足、时空分布不均等因素,导致不少地区的尾闾湖出现地下水位下降、绿洲面积减少、沙尘暴天气增加等问题。湖泊周边的生态系统发生变化,植被的多样性和数量减少,生态环境面临严重破坏。为了改善尾闾湖的现状,加强水资源管理,人工输水成为首要选择。基于此,生态输水对湖区植被的影响成为不少科研团队的研究方向。内陆河下游生态输水区白刺灌丛的水分利用策略:基于稳定同位素数据在干旱地区,内陆河流域的尾闾湖通常是绿洲边缘阻止风沙侵袭的天然屏障,其生态水文效应普遍表现为以地表水、地下水和天然降水为特征的植被水分关系。水分是尾闾湖周边沙地植被稳定的关键制约因子,植物-土壤水分关系是沙地生态水文过程的重要组成部分。沙生植物通过根系吸收有限的水分之后通过根—茎—叶逐层向上传输,以满足植物叶片光合和蒸腾等生理活动的需求,维持植物的正常生长。为适应持续干旱的生境条件,植物通过调节其生理特性等形成特定的抗旱机制。基于此,在本研究中,来自西北师范大学的研究团队于2019年植物生长季在中国西北石羊河流域尾闾湖青土湖区收集了0–10,10–20,20–30,30–40,40–50和50–60 cm层的土壤、植物茎部、降水...
发布时间: 2023 - 10 - 18
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青藏高原是全球最大的高原,也是世界上最大的冰川聚集地之一。然而,近年来,随着全球温室气体排放的增加和降水量的减少,青藏高原的冰川融化速度加快,引起了广泛关注。青藏高原的冰川融化对环境和人类社会产生了广泛的影响。不仅导致水资源供应不稳定,还加剧了洪水和干旱的风险。同时,冰川融化减少了冰川的蓄水功能,使得干旱时期的水资源供应更加困难。此外,冰川融化还会影响有机/无机碳和CO2之间的碳平衡,但其中缘由,目前尚不清楚,科研学者对此进行了相关研究。青藏高原冰川湖中CO2和CH4同位素组成及排放特征河流、湖泊、湿地和水库等内陆水域被认为是大气中温室气体 (GHG) 的重要来源。内陆水域排放的二氧化碳 (CO2) 和甲烷 (CH4) 会影响当地大气中的温室气体水平,并影响不同生态系统之间的热交换。冰冻圈融化产生的温室气体排放在全球范围内引起了广泛关注,但目前对冰川化地区的研究有限。青藏高原 (TP) 的冰川面积在低纬度和中纬度最大,平均海拔高于 4000 m,由于快速变暖和降水模式的变化,TP的冰川正在经历严重的融化和迅速退缩。这就导致了大量冰川湖的形成和发展。从2008年到2017年,TP中的冰川湖数量以306个/年的速度增加,2017年有15,348个湖泊。在TP的冰川化地区进行的多项研究表明,冰川大量融化期间,会释放CH4并主要吸收CO2,这对全球碳预算具有重要影响。但是,目前尚不清楚冰川...
发布时间: 2023 - 09 - 13
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随着激光测量技术的发展,氢氧稳定同位素已广泛应用于植物水分利用来源、树木年轮或叶蜡烷烃中记录的气候或生理生态过程信息、降水水汽来源、土壤水运移和补给机制、地下水机制、水体蒸发、水体的营养动态和停留时间、植物蒸腾和土壤蒸发的区分、径流的形成和汇合、岩盐地质年龄、重建古气候、水文循环过程与机制等各方面研究。其中,17O-盈余可用于重建空气质量轨迹、确定水源区、重建过去湿度、识别大气中注入平流层的水汽、在树叶尺度上的蒸散收支限制、了解热带地区的云对流等方面研究。基于光腔衰荡光谱(CRDS)技术的L2140-i水同位素分析仪是Picarro的旗舰产品,操作快速、简单且无需样品转换,可准确同步测量固体、液体或气体中的δ18O、δD、δ17O和17O-盈余。Picarro L2140-i水同位素分析仪新增的快速和调查模式可满足高通量测试需求(适用于δ18O和δD测量模式)。. 快速模式:每天测量多达50个样品,同时保持出色的精度。通过将样品测量分为两个阶段来实现通量的加倍:记忆效应减少阶段和样品分析阶段。. 调查模式:可对大批样品水同位素值进行快速测量(每天多达900次进样)。使用户能进行快速调查,以按同位素值对样本进行排序。最大限度地减少相邻样品之间的同位素差异,在记忆效应减少阶段避免不必要的注射。
发布时间: 2023 - 06 - 05
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青藏高原是地球上海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”、“第三极”。青藏高原光照和地热资源充足。高原上冻土广布,植被多为天然草原。它扮演着重要的生态角色,影响着全球气候变化。这个区域的碳循环系统尤其引人注目。随着全球气候变暖,青藏高原的永冻层正在消融,导致大量的甲烷和其他温室气体被释放到大气中,从而影响了全球气候变化的速度。这种现象对人类社会和生态系统都产生了深远的影响,今天想向大家介绍的文章,正好与此相关。基于Picarro G2201-i碳同位素分析仪研究天然气水合物释放对青藏高原永冻层湿地甲烷排放的影响湿地甲烷排放是全球CH4收支中最大的自然来源,在推动21世纪气候变化方面发挥着日益重要的作用。多年冻土区碳库是受气候变化影响的大型储层,对气候变暖具有正反馈作用。在与气候相关的时间尺度上,融化的永久冻土中的甲烷排放是温室气体收支的关键。因此,多年冻土区湿地甲烷排放过程与湿地碳循环密切相关,对理解气候反馈、减缓全球变暖具有重要意义。青藏高原是地球上最大的高海拔永久冻土区,储存了大量的土壤有机碳和天然气水合物中的热生烃。湿地甲烷排放源识别是了解青藏高原湿地甲烷排放和碳循环过程与机制的重要问题。基于此,来自中国地质调查局的研究团队于2017年测量青藏高原木里永冻层近地表和天然气水合层钻井(DK-8)的CH4和CO2排放量及其碳同位素组成(Picarro G2201-i碳同位素分析仪)。并...
发布时间: 2023 - 05 - 06
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盐沼是地表过湿或季节性积水、土壤盐渍化并长有盐生植物的地段。滨海盐沼以草本植物为主,沿潮间带延伸,可忍受高盐条件和因涨潮引起的周期性淹水。盐沼植被生产力高,可为许多物种提供繁殖、觅食和越冬的场所。盐沼植被地上生物量(AGB)的估算为监测盐沼生态系统时空稳定性、生产力和地上碳储量提供了有用信息。然而,以往关于AGB的估算研究主要局限于站点水平,且通常基于单一植被类型。与野外地面调查方法相比,遥感(RS)卫星成本低、速度快、范围广,在盐沼植被结构和生物物理指标的空间估计方面更具优势。其中,UAV-LiDAR数据具有较高的时空分辨率,在滨海盐沼三维结构监测中具有很大潜力。然后目前,利用UAV-LiDAR数据估算盐沼植被AGB的研究有限。为了确定滨海盐沼潮沟对植被群落空间分布及其生物量的影响, 来自复旦大学的研究团队在上海崇明东滩滨海湿地(121°54′-121°55′E,31°27′-31°28′N)进行了研究,主要目的为:(1)探索UAV-LiDAR数据估算盐沼植物AGB的潜力;(2)研究潮沟对盐沼植物群落空间格局及其地上C储量的影响。作者于2019年9月基于DJI M600平台,利用LR1601-IRIS LiDAR传感器(350vip葡京新集团,北京依锐思)收集UAV-LiDAR数据。于2019年9月27日和28日获取光学图像数据。于201...
发布时间: 2022 - 12 - 06
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植被根系水分吸收在水分运移过程中发挥着重要作用,且在土壤-植物-大气界面具有多重影响,尤其是半干旱和干旱生态系统中。具有高生态可塑性的各种荒漠物种的根系水分吸收模式适应了有效水资源,从而产生了物种特异性抗旱机制。因此,测量根系活动和量化每个贡献者大小的定性和定量方法,特别是在(半)干旱地区,尚未得到广泛研究,并且仍然是当前研究工作的挑战。已有许多研究应用水稳定同位素方法研究了植物的吸水模式,但研究对象多集中在树木和灌木上,且许多文献提到干旱地区不可预测的降水事件对最常见的植物吸水模式的显著影响。基于此,在本研究中,来自中国地质科学院水文地质环境地质研究所和自然资源部地下水科学与工程重点实验室的研究团队以戟叶鹅绒藤-一种常见的荒漠共生藤本植物为研究对象,采用基于水稳定同位素的多源线性混合模型识别和量化了其在生长期的水分吸收模式,同时消除了脉冲降水事件对根系吸水显著的短期影响。旨在深入了解戟叶鹅绒藤和其他荒漠藤本物种的吸水模式,从而加深对干旱区生态水文地质循环中水分运移过程的理解,并为可持续发展以及荒漠植被的管理和维护提供科学依据。民勤县数字高程模型和河网,青土湖的相对地理位置 (即研究区,五角星)和采样位置。作者于2019年8月12日收集了降雨。并于2019年8月20日、2019年8月22日和2019年8月24日收集了3个不同地点的戟叶鹅绒藤茎部和不同层土壤(0-10 cm、10-3...
发布时间: 2022 - 08 - 04
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植物和微生物生长繁殖均需要氮。尽管这通常导致两者对氮的竞争,但在数百万年的共同进化中,植物和微生物已发展成了互利共生的相互关系。微生物固定和植物吸收之间的时间耦合在氮循环维持中起着关键作用。植物和微生物生物量的不同季节动态很大程度上决定了不同生态系统组分间的氮流动。值得注意的是,冬季微生物氮固定可能直接影响生长季植物氮供应。气候变化极大地改变了全球降雪格局,进而改变土壤温度、土壤水分和冻融频率,这不仅会影响覆雪期氮循环,还会影响冻融期氮流失。最终,在冬季气候变化下,植物和微生物之间氮交换的时间耦合可能会重塑。然而,目前尚不清楚积雪深度的变化是否会影响植物和微生物氮利用之间的时间联系以及如何影响。在过去的40年,北极涛动和大气环流的变化增加了中国东北地区冬季积雪深度。为了探索冬季气候变化下植物和微生物氮循环之间季节内和季节间相互作用如何影响生态系统氮固持,中科院植物所刘玲莉研究团队在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站(IMGERS,43°38′N,116°42′E;1200 m a.s.l.)依托长期降雪控制实验平台,结合15N示踪试验以及N2O高通量监测手段,旨在检验以下假设:1)微生物在冬季有较强的氮获取能力,而植物则在生长季表现出更高的氮竞争能力;2)生长季植物氮吸收与非生长季土壤微生物氮固定量呈正相关,以及3)冻融阶段增雪通过增加气态氮排放和淋溶流失来...
发布时间: 2022 - 08 - 01
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位于青藏高原东北部的青海湖,拥有着丰富的自然景观,既优美壮丽又独具特色。然而,在气候变化和人类过度开垦畜牧等因素的影响下,青海湖的环境逐渐恶化,生态遭到破坏,沙漠化面积也日益扩大。据统计,青海湖周边地区现有沙化土地170.7万亩、占区域土地总面积的11.7%。在植被恢复的过程中,青海湖地区的典型固沙植物沙蒿、沙棘和乌柳等对土壤养分及土壤有机质的提高发挥了较大的作用,其中自然植被沙蒿对土壤养分的改良效果最明显。沙蒿 (学名:Artemisia desertorum)是菊科蒿属多年生半灌木状植物,天然生长在沙漠地区,分布甚广。在我国主要分布在黑龙江、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、四川、西藏等地,多生长于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、砾质坡地、干河谷、河岸边、林缘及路旁等。沙蒿枝条匍匐生长,有利于防风阻沙,具有适应性强、耐干早、抗风蚀、喜沙埋、生长快、固沙作用强等特点,为固沙先锋植物。接下来我们来了解一篇关于青藏高原东北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的论文。沙漠化是青藏高原东北部的主要土地退化问题之一。青海湖位于青藏高原东北部,属于高寒半干旱气候影响下的生态脆弱区和全球气候变化敏感区,青海湖周边土地沙漠化严重。以前针对本区固沙植物的研究主要集中在植物的防风固沙机理与生态功能上,对植物与水分关系的关注较少,尤其是本土物种在不同微地貌导致的不同供水条件下。基于...
发布时间: 2022 - 06 - 20
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水分是植物生长不可或缺的因素,水分有效性的波动直接影响植物的生长、数量和空间分布。在全球气候变化下,区域降水格局已经发生了改变。植物不同水源的贡献率反映了生态系统对气候变化的响应程度。因此,追踪和分析植物水源可以为研究全球气候变化提供参考。祁连山位于青藏高原东北缘,是中国西北地区重要的生态屏障。因此,研究亚高山生境植物水源对于理解祁连山生态和水文过程具有重要意义。已有很多学者利用氢氧稳定同位素(δ2H和δ18O)进行了诸如此类的研究,但关于亚高山生境不同坡向植物水源的研究鲜少报道。基于此,在本研究中,来自西北师范大学和中科院西北生态环境资源研究所的研究团队监测了青藏高原东北缘祁连山东段冷龙岭北坡的上池沟(37°38′10″N,101°51′9″E,3080 m a.s.l.,图1)的降水、土壤水、木质部水、降水和泉水的稳定同位素组成以及相关环境变量(气象和土壤水变量),利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(350vip葡京新集团)提取土壤和木质部中的水分,并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液态水同位素分析仪测定所有水样的δ2H值和δ18O值。基于这些数据,分析了不同水体稳定同位素的变化,并利用多源线性混合模型(IsoSource)计算不同水源对植物的相对贡献率。本研究目标是:(1)观察相同和不同生境下亚高山灌木的水源以及(2)研究亚高山灌木对水...
发布时间: 2022 - 06 - 02
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全球变暖增加了当地大气对水分的需求,导致许多地区降水减少,两者都会导致干旱。水汽可以在辐射冷却到露点温度以下的表面凝结成露水。露水因其对地表水平衡的重要贡献而被认为是一个重要水源,尤其是在半干旱和干旱地区。干旱地区,年露水量占降雨量的9%-23%。在热带岛屿旱季,露水可以作为一种替代水源。露水对干旱地区或干旱期植物的生存、生长和发育十分重要,例如带来夜间水分以及通过植物气孔或特殊的物理特征(如气生植物)直接被叶片吸收利用。因此,露水可以增加叶片的净光合产物积累,提高植物水分利用效率。露水还参与了大气中的化学过程,例如亚硝酸盐氧化物的昼夜(和夜间)循环。从1961-2010,中国露水频率降低了5.2天/10年,这主要是因为近地表增温和相对湿度(RH)下降。此外,中国干旱区露水频率下降率(50%)高于半湿润和湿润地区(40%和28%)。因此,随着全球气候变化,不同地区露水具有不同的趋势,需了解不同气候区域的露水特征以更好地预测未来露水动态变化。δ2H和δ18O是天然和传统的水文示踪剂,在追踪与不同类型水(例如降雨、降雪、露水、雾、地表水、植物水和冰芯)相关的不同水文气象过程中发挥着重要作用。两种质量分馏过程,平衡分馏和动力学分馏,是水相变过程中同位素差异的根本原因。它们分别由饱和水汽压和不同同位素的扩散速率决定。17O-excess(17O-excess = ln(δ17O + 1)-...
发布时间: 2022 - 05 - 16
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