基于稳定同位素的北京山区典型树种水分利用研究

发布时间：2016-11-17 19:52

  本文关键词：北京山区典型树种水分利用机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《北京林业大学》 2016年

基于稳定同位素的北京山区典型树种水分利用研究

郝玥  

【摘要】：北京山区不仅是北京市区的重要生态屏障,同时也是整个华北平原生态屏障。该地区处于暖温带亚湿润区,降水有限,且年内分布不均,因而极易干旱且处于严重缺水的状态。为揭示该地区森林植被在有限的水资源及旱季、雨季交替的情况下是如何正常生长发育成为不同的森林生态系统,需要对森林植被利用水分的方式、来源及水分利用效率进行研究,最终得出森林植被的水分利用机制。本研究加深了对植物适应季节性干旱机制的探索,并且对山区植被恢复和重建工作有重要意义。本研究选取侧柏(Platycladus orientalis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、油松(Pinus tabulaeformis)和栓皮栎(Quercus variabilis)四种北京山区森林生态系统典型树种为研究对象,探讨在不同季节、降雨前后水分利用来源及水分利用效率,得出水分利用机制的结论。通过采集典型树种木质部水分及不同深度土壤水分,利用氢氧稳定同位素技术,经比较得到植物主要水分利用来源；进一步通过Isosource方法得到各水源对植物的贡献率；通过采集典型树种叶片,利用碳稳定同位素技术,以碳稳定同位素值指示植物水分利用效率,分析其在不同季节水分利用效率差异；最终从水分利用来源与水分利用效率两个方面得出植物水分利用机制的季节性差异结论。主要研究结果如下：(1)在降水少的旱季,植物主要水分来源是中层及深层土壤水。在旱季前期,侧柏、刺槐、油松主要的水分利用来源是20-40cm,栓皮栎的水分利用来源是40-60cm；在旱季后期,经历长时期的干旱胁迫,侧柏和油松倾向于从更深的土壤中获得水分,水分利用来源深度是40-80cm和40-60cm；剌槐和油松的水分利用来源维持在20-40cm。 (2)在降雨更为丰富的雨季,植物的主要水分利用来源是浅层土壤水。在雨季前期,除油松利用较深层土壤水外,其它三个典型树种利用浅层土壤水：侧柏的水分利用来源是0-10cm,刺槐的的水分利用来源是0-20cm,栓皮栎的水分利用来源是0-10cm和20-40cm。在雨季后期,植物的主要水分利用来源是浅层土壤水,侧柏和刺槐的水分利用来源是0-20cm,油松利用表层和中层土壤水,栓皮栎的水分利用来源是0-40cm。(3)植物响应降雨的水分利用机制是：植物在降雨后初期主要利用表层土壤水,随着时间的持续水分利用来源倾向于恢复到与降雨前相同的层次。(4)通过碳稳定同位素的方法测定植物水分利用效率,发现四个对种中,油松的水分利用效率最低,栓皮栎水分利用效率最高。总体来看,与2013-2014年相比,2014-2015年的水分利用效率更低,这是由于2014-2015年度更高的降雨量的影响。(5)对同一年度旱季和雨季的植物叶片813C值研究发现,旱季植物具有更高的813C值,表明在干旱胁迫的环境下,典型树种提高水分利用效率以适应干旱环境。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S718.43
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵春彦;司建华;冯起;鱼腾飞;李炜;;树干液流研究进展与展望[J];西北林学院学报;2015年05期

2 吴骏恩;刘文杰;朱春景;;稳定同位素在植物水分来源及利用效率研究中的应用[J];西南林业大学学报;2014年05期

3 邓文平;余新晓;贾国栋;李亚军;刘瑜洁;;雨季北京山区3种典型植物的水分来源[J];干旱区研究;2014年04期

4 肖辉杰;余新晓;贾瑞燕;张锋;李轶涛;;北京山区典型人工林的耗水规律[J];中国水土保持科学;2014年02期

5 周海;郑新军;唐立松;李彦;;盐生荒漠土壤水稳定氢、氧同位素组成季节动态[J];中国沙漠;2014年01期

6 余新晓;杨芝歌;白艳婧;李轶涛;黄枝英;;基于δ~(13)C值的北京山区典型树种水分利用效率研究[J];应用基础与工程科学学报;2013年04期

7 邓文平;余新晓;贾国栋;李亚军;刘玉洁;;北京西山鹫峰地区氢氧稳定同位素特征分析[J];水科学进展;2013年05期

8 邓文平;余新晓;贾国栋;李亚军;刘玉洁;白艳婧;;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[J];应用基础与工程科学学报;2013年03期

9 杨弘;杨威;;森林土壤水分入渗的影响因素及主要入渗模型[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2013年02期

10 马书燕;;柔枝松稳定碳同位素的研究[J];河北林果研究;2012年04期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 李轶涛;北京山区典型森林生态系统土壤—植物—大气连续体水分传输与机制研究[D];北京林业大学;2014年

2 贾国栋;基于稳定氢氧同位素技术的植被—土壤系统水分运动机制研究[D];北京林业大学;2013年

3 史宇;北京山区主要优势树种森林生态系统生态水文过程分析[D];北京林业大学;2011年

4 茹桃勤;刺槐无性系水分利用效率和适应性研究[D];北京林业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 朱秀勤;石林溶丘洼地区不同恢复阶段植物水分利用的稳定同位素研究[D];云南师范大学;2014年

2 张艺;北京山区森林植被结构对降雨输入过程的影响[D];北京林业大学;2013年

3 马仁义;水分胁迫对侧柏和祁连圆柏的生理生态特性的影响[D];兰州大学;2009年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 钱龙娇;贾德彬;菅晶;;2015年度浑善达克沙地杨树的季节性用水模式[J];节水灌溉;2016年09期

2 石磊;盛后财;满秀玲;蔡体久;;不同尺度林木蒸腾耗水测算方法述评[J];南京林业大学学报(自然科学版);2016年04期

3 刘自强;余新晓;娄源海;贾剑波;贾国栋;路伟伟;;北京山区栓皮栎林水分来源及生长季动态规律[J];北京林业大学学报;2016年07期

4 杨永刚;李国琴;焦文涛;黄磊;;黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程[J];水科学进展;2016年04期

5 刘自强;余新晓;邓文平;贾国栋;贾剑波;娄源海;李瀚之;;华北山区油松侧柏降雨前后水分来源[J];中国水土保持科学;2016年02期

6 陈建生;赵洪波;詹泸成;;赤水林区旱季雾水对地表径流的水量贡献[J];水科学进展;2016年03期

7 邢晓红;刘桂民;李红琴;胡广录;;哈思山地区泉水成因及其氢氧稳定同位素特征探讨[J];水文;2016年02期

8 娄源海;余新晓;邓文平;贾国栋;刘自强;;北京山区三种植物叶片水δ~(18)O特征及影响因子[J];生态学杂志;2016年05期

9 陈彭;苗晋杰;王威;马震;施佩歆;;陡河流域地表水与地下水转化关系[J];南水北调与水利科技;2016年02期

10 张铁钢;李占斌;李鹏;徐国策;刘晓君;靳宇蓉;;土石山区不同植物土壤水分利用方式对降雨的响应特征[J];应用生态学报;2016年05期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 方书敏;陇中黄土高原典型人工林土壤水文过程研究[D];兰州大学;2016年

2 李想;北京山区树冠和枯落物结构对幼林水文防蚀功能动态影响[D];北京林业大学;2016年

3 贾剑波;北京山区典型森林生态系统水分运动过程与机制研究[D];北京林业大学;2016年

4 邓文平;北京山区典型树种水分利用机制研究[D];北京林业大学;2015年

5 茹豪;晋西黄土区典型林地水文特征及功能分析[D];北京林业大学;2015年

6 涂志华;北京山区森林土壤碳—氮—水耦合循环机制研究[D];北京林业大学;2015年

7 牛勇;北京山区不同林分水文生态效应特征[D];北京林业大学;2015年

8 白雪峰;黑土区秸秆覆盖耕作技术保墒机理及生态效益研究[D];东北林业大学;2015年

9 秦璐;不同盐生境下盐穗木群落凝结水形成机制及其生态效应[D];新疆大学;2014年

10 樊登星;北京山区坡面土壤侵蚀响应特征及模型模拟研究[D];北京林业大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 郝玥;基于稳定同位素的北京山区典型树种水分利用研究[D];北京林业大学;2016年

2 尹准生;华北石质山区侧柏人工林林分结构与水文效应关系研究[D];中国林业科学研究院;2015年

3 张岑;产汇流过程对流域营养物质输出与汇集的影响[D];清华大学;2015年

4 次仁曲西;晋西黄土区人工油松林降雨再分配及林内降雨空间异质性研究[D];北京林业大学;2014年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 尹立河;黄金廷;王晓勇;董佳秋;马洪云;张俊;;陕西榆林地区旱柳和小叶杨夜间树干液流变化特征分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2013年08期

2 王海燕;刘廷玺;王力;吴尧;王天帅;童新;;科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律[J];干旱区研究;2013年03期

3 王小菲;孙永玉;李昆;张春华;李彬;;山合欢树干液流的季节变化[J];生态学杂志;2013年03期

4 杨广远;张涛;戴锋;赵明水;蒋文伟;;天目山柳杉树干液流春秋季特征及影响因素分析[J];西北林学院学报;2013年02期

5 曾海鳌;吴敬禄;;塔吉克斯坦水体同位素和水化学特征及成因[J];水科学进展;2013年02期

6 甘永德;贾仰文;仇亚琴;王康;;降雨条件下分层土壤入渗特性[J];水土保持学报;2012年05期

7 徐丽宏;王彦辉;熊伟;于澎涛;;六盘山典型植被类型土壤水文生态功能研究[J];林业科学研究;2012年04期

8 李婧;张洪江;程金花;常丹东;;有机碳质量分数对森林土壤水分入渗过程的影响及其模拟[J];中国水土保持科学;2012年03期

9 王云霓;熊伟;王彦辉;程积民;于澎涛;徐丽宏;何聪;郝佳;李振华;张晓蓓;;六盘山主要树种叶片稳定性碳同位素组成的时空变化特征[J];水土保持研究;2012年03期

10 曹生奎;冯起;司建华;常宗强;曹广超;陈克龙;;极端干旱区胡杨生长季水分利用效率变化特征研究[J];中国沙漠;2012年03期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 史宇;北京山区主要优势树种森林生态系统生态水文过程分析[D];北京林业大学;2011年

2 杜阿朋;六盘山叠叠沟小流域坡面植被水文影响与模拟[D];中国林业科学研究院;2009年

3 宋吉红;重庆缙云山森林水文生态功能研究[D];北京林业大学;2008年

4 刘建立;六盘山叠叠沟坡面生态水文过程与植被承载力研究[D];中国林业科学研究院;2008年

5 莫菲;六盘山洪沟小流域森林植被的水文影响与模拟[D];中国林业科学研究院;2008年

6 程云;缙云山森林涵养水源机制及其生态功能价值评价研究[D];北京林业大学;2007年

7 刘晨峰;北京地区杨树人工林能量和水量平衡研究[D];北京林业大学;2007年

8 郭明春;六盘山叠叠沟小流域森林植被坡面水文影响的研究[D];中国林业科学研究院;2005年

9 聂立水;油松栓皮栎混交林土壤—植物—大气系统水分特征研究[D];北京林业大学;2005年

10 党宏忠;祁连山水源涵养林水文特征研究[D];东北林业大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘维;鹫峰森林公园乔木层地上碳储量遥感估测[D];北京林业大学;2012年

2 吴光艳;陕西杨凌人工林内外天然降雨雨滴特性[D];西北农林科技大学;2012年

3 李佳;北京密云库区水源涵养林不同林分对降雨分配过程研究[D];北京林业大学;2012年

4 王鑫;北京地区刺槐地上部分生物量模型研究[D];北京林业大学;2011年

5 聂雪花;祁连山灌木林水源涵养功能的研究[D];甘肃农业大学;2009年

6 殷晖;基于植被结构参数对林冠截留模型的改进[D];北京林业大学;2009年

7 田晶;密云水库油松水源保护林降水再分配特征研究[D];北京交通大学;2009年

8 罗德;北京山区森林植被影响下的降雨动力学特性研究[D];北京林业大学;2008年

9 季冬;贡嘎山暗针叶林林冠截留的Gash模型[D];北京林业大学;2007年

10 张华;黄土半干旱区主要造林树种耗水量研究[D];北京林业大学;2006年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘照亮;;略论辽河中下游易涝地区水分状况的调节[J];沈阳农学院学报;1962年01期

2 秦嘉熹;侯中田;吴宗璞;;不同耕法在干、湿両个时期对耕层水分状况及作物生育的影响[J];东北农学院学报;1964年01期

3 杨树栋;;叶片导度对环境水分状况响应的模拟[J];Journal of Integrative Plant Biology;1990年09期

4 J.Toth;莫治雄;;使盆栽土壤维持一定水分状况的简单方法[J];土壤学进展;1992年02期

5 莫庸;大叶白蜡水分状况和叶绿素含量的研究[J];石河子农学院学报;1986年01期

6 高菊;王琼;李艳;;施氮对不同强度紫外线辐射下珙桐幼苗水分状况的影响[J];绵阳师范学院学报;2013年02期

7 刘昌明;土壤-植物-大气系统水分运行的界面过程研究[J];地理学报;1997年04期

8 高阳;段爱旺;刘浩;刘战东;申孝军;;间作条件下水分在作物间的分配与利用研究进展[J];农业工程学报;2007年07期

9 赵景波;郁科科;邵天杰;张冲;罗万银;张正偲;董治宝;;腾格里沙漠沙层水分状况初步研究[J];资源科学;2011年02期

10 H.П.克列乌卡 ,杨宝山;苹果修剪时期和水分状况的关系[J];山东果树;1980年S2期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 吉海彦;马淏;梁雪;;近红外光谱无损检测农作物叶片水分含量的研究进展及发展趋势[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年

2 蒋俊明;张旭东;费世民;周金星;蔡小虎;;攀枝花干热河谷区环境对水分的影响[A];四川省水土保持学会第四届会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 云南农业大学园林园艺学院 李文祥 陈霞;[N];云南科技报;2010年

2 国家粮食丰产科技工程河北省课题组 李雁鸣;[N];河北农民报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 尹冬勤;区域水分状况调节气温机制及规律研究[D];清华大学;2015年

2 龚道枝;苹果园土壤-植物-大气系统水分传输动力学机制与模拟[D];西北农林科技大学;2005年

3 孙艳琦;控水施钙对温室番茄水分、养分生理和果实品质的影响[D];西北农林科技大学;2013年

4 刘晚苟;不同土壤水分条件下容重对玉米生长和水分利用的调控[D];西北农林科技大学;2001年

5 陈孝杨;粉煤灰充填重构土壤水盐变化特征与作物响应研究[D];安徽理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡林生;壤土和壤质黏土中油菜和诸葛菜水分利用的研究[D];江苏大学;2016年

2 郝玥;基于稳定同位素的北京山区典型树种水分利用研究[D];北京林业大学;2016年

3 刘明;三种土壤下小麦水肥交互效应比较研究[D];中国农业科学院;2007年

4 宋翔;黄土旱塬冬小麦产量与水氮及其耦合关系模型的研究[D];西北农林科技大学;2008年

5 张海敏;八个树种叶片水分特性和茎导水特性的比较研究[D];内蒙古农业大学;2010年

6 张志亮;灌水和施氮对果树幼苗水分传输和耗水规律的影响[D];西北农林科技大学;2008年

7 朱华玲;重庆市旱地土壤肥水协同效应研究[D];西南农业大学;2001年

8 何文博;植物内水分传输机理与模拟研究[D];西安建筑科技大学;2009年

9 赵雪峰;缺磷胁迫下植物根系水分导度与叶片光合性能的变化[D];内蒙古农业大学;2007年

10 亓立云;山东省主要造林树种木质部水分传输特性的研究[D];山东农业大学;2006年

  本文关键词：北京山区典型树种水分利用机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：179397