利用稳定氢氧同位素定量区分栓皮栎旱季水分来源的方法比较

植物水分来源取决于环境中有效水分的分布及植物获取水分的能力,对植物水分来源的研究有助于在全球变化背景下了解植被(类型和分布)的变化规律,以及退化生态系统修复过程中合适植物种的选择.本文利用直接相关法、二源或三源线型混合模型以及多元线性混合模型分别对华北土石山区栓皮栎旱季的水分来源进行了研究,发现栓皮栎在旱季不同时期的水分来源有差异,春季水分来源集中在表层土壤(0—30cm),秋季水分来源主要为下层土壤(>30cm).在研究方法上,各有优点和不足:直接相关法能够快速判断出植物水分主要来源的季节差异,但无法给出各水源的贡献率;直接相关法和二源或三源线性混合模型的结合能够快速得到各主要水源的贡献率,由于只能在水分来源不超过3个的情况下运行,比较适合于在土层浅薄,且降雨后土壤层同位素特征均一化的条件下运行;而多元线性混合模型弥补了端元线型混合模型对水分来源的限制,可以同时比较多种水源对栓皮栎的贡献率范围和均值,但是在华北土石山区,降雨量超过一定阈值后,运行不如端元混合模型适用.

北京西山侧柏水源涵养林空间结构特征研究

应用地面三维激光扫描技术,采用"多站式"扫描方法来获取侧柏水源涵养林标准地内的林木树种、树高、胸径、胸高断面积等测树因子,利用混交度、大小比数、角尺度3个指标分析了北京西山林区侧柏水源涵养林公顷级样地的空间结构特征。结果表明:(1)侧柏林乔木层共包括21个树种,物种丰富度较高。其中,侧柏种群在密度和断面积累积量方面占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;(2)整个侧柏林混交度较低,平均混交度0.261,属混交不良的范畴。其中,侧柏、刺槐、火炬树以零度、弱度混交为主,分别占种群总株数的85%、58%、57%,其他伴生树种以中度、强度和极强度为主;(3)侧柏、油松、栓皮栎、元宝枫、刺槐种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的57%、67%、89%、66%和71%,其他树种优势度不明显;(4)侧柏林林分平均角尺度为0.542(大于0.517),说明该林分水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低。

基于δ13C值的北京山区典型树种水分利用效率研究

北京山区长年干旱缺水,研究北京山区典型树种长期水分利用效率的特征对于筛选抗旱造林树种具有重要意义.为了探讨北京山区典型树种(侧柏、油松、刺槐、栓皮栎)长期水分利用效率特征,本文基于稳定碳同位素技术测算出4个树种的水分利用效率,并对结果进行了分析与研究.结果表明,叶片δ13C值和水分利用效率同向变化,4个树种的水分利用效率从大到小排列顺序为栓皮栎>侧柏>刺槐>油松,说明4个树种中栓皮栎的抗旱性最强而油松最弱;阳生叶的水分利用效率高于阴生叶;植物叶片日内水分利用效率上午略大于下午,但区别不明显;另外,侧柏冠层不同高度叶片水分利用效率表现为上层>中层>下层.

北京西山大气降水中D和^(18)O组成变化及水汽来源

论文利用北京西山鹫峰地区2011年7月—2012年7月观测站点内大气降水δD和δ18O数据,研究了北京西山山前丘陵区降水稳定同位素的变化特征。结果表明:研究区的大气降雨δD和δ18O的平均值要低于中国和全球降水同位素的平均值,并与北京地区的降水同位素组成平均值之间显示出较大的差异,且同一个月份内降水的同位素特征也具有较大的变化范围。由于季风气候以及局地水汽循环的共同影响,使得夏季降水中的δD和δ18O值较小,并且在4—7月随着月降水量的增加和温度的升高,在温度效应和降雨量效应的交互作用中,降雨量效应此时起主导作用,月均δD和δ18O值呈现减小的趋势,而在7—9月,温度效应呈现出主导作用,δD和δ18O值呈现增加的趋势,而冬季来自偏北风的大陆性气团形成的降水δD和δ18O值较大。同时局地水汽循环过程中降水的二次蒸发,也导致在典型长历时场降水过程中δD和δ18O值呈现出分段波动式下降的特征。研究区大气降水线方程为δD=7.17δ18O+1.46,斜率和截距小于全球和中国大气降水线方程,而与北京地区大气降水线方程的对比发现,斜率差异较小而截距差异明显,说明海洋水汽不是研究区唯一的水汽来源,同时受到大陆性气团以及局地较强的水汽循环和北京地区近年的干旱化过程的影响。而氘盈余的年内变化的无规律则间接反映了研究区水汽来源的复杂性。