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实验室田丽慧课题组在高寒沙地生态水文学研究中取得重要进展

发布日期:2022-10-19 浏览次数:

在沙地环境中,沙丘具有微地貌特征,比如迎风坡、丘顶和背风坡,而以往的研究却忽视了这种微地形对植物水分来源的影响,这在很大程度上限制了植物水分关系及生态适应策略研究的进一步开展。高寒沙区人工固沙植物如何适应寒冷干旱的环境的气候的研究相对较为缺乏,开展高寒区沙地固沙植物的生态适应性研究,使人工植物群落逐渐向稳定的天然植物群落演化,达到长期防风固沙效果,对高寒沙化土地的治理具有重要的理论意义。

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图1. 青海湖东克土沙地大气降水、土壤水和植物枝条水中δD与δ18O的线性关系

研究者发现本区大气降水线的斜率和截距接近于全球降水线(图1),这表明收集到的降水无发生蒸发,土壤蒸发线位于大气降水线的下方,表明土壤水分经历了明显的蒸发,土壤水的δ18O同位素在土壤表层富集。图2表明生长季初期,迎风坡的乌柳以深层土壤水为主要水源,而丘顶和背风坡的乌柳更多地利用表层土壤水;生长旺盛季,迎风坡乌柳利用中层土壤水,丘顶的乌柳主要利用表层土壤水,而背风坡的乌柳以深层土壤水为主要水源;生长季末期,迎风坡的乌柳仍以中层土壤水利用较多,丘顶的乌柳转而利用深层土壤水,而背风坡的乌柳却以表层土壤水作为主要水源。该研究为高寒沙地治理提供了一定的理论基础,并丰富了沙地生态水文的研究内容。

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图2. 不同地貌部位乌柳的潜在水源贡献比例

国家重点实验室田丽慧课题组提出在沙丘微地形下,植物的生长特征、根系分布特征及其下方的土壤粒度特征和土壤水分都具有空间异质性,在这几个因素的共同作用下,不同沙丘地貌部位的乌柳对土壤水分的利用层次存在着较为明显的季节差异。该研究获国家自然科学基金项目(41961017)项目资助,研究成果于2021年8月1日以“高寒沙地典型固沙植物在沙丘不同地貌部位的水分利用特征”为题发表于生态学报 (IF=3.444)。

文章doi:10.5846/stxb202007131821

文章链接:https://www.ecologica.cn/stxb/article/abstract/stxb202007131821?st=search


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