亚热带地区常绿阔叶林SPAC系统水分的氢氧稳定同位素特征
中山大学环境科学与工程学院
- 摘 要：
- 森林的土壤-植物-大气连续体(SPAC)是陆地重要的水循环连续界面过程.本研究通过分析亚热带常绿阔叶林的降水、大气水汽、土壤水、叶片水的同位素组成,探讨森林SPAC系统水分的氢氧同位素组成特征以及植物蒸腾与叶片性状和环境因子的关系.结果 表明:研究区大气降水、土壤水、竹柏枝条水、竹柏叶片水和大气水汽的δD-δ18O线性回归方程分别为:δDP=7.97δ18OP+ 12.68(R2=0.97)、δDs=4.29δ18Os-18.62(R2=0.81)、δDB=3.31δ18 OB-29.73(R2=0.49)、δDL=1.49δ18OL-10.09 (R2 =0.81)、δDv=3.89δ18OV-51.29(R2=0.46).在降水→土壤水→植物水的界面水输送过程中,氢氧同位素逐渐富集,而从土壤蒸发和从植物蒸腾的水汽同位素贫化.在降水和蒸发作用的影响下,土壤水同位素随深度增加有贫化的趋势,而且整体上旱季土壤水同位素比雨季富集.观测期间,枝条水同位素比土壤水略微富集,说明水分在植物体内运输过程中存在受到蒸腾富集作用的可能性.旱季,乔木的枝条水同位素比灌木贫化,说明根系分布更深的乔木植物更倾向于利用深层土壤水.由于在叶片性状、蒸腾速率以及对环境因子的响应程度等方面存在差异,不同植物的叶片水同位素组成随叶龄增长的变化特征有所不同.雨季的环境条件更有利于叶片蒸腾,使雨季的叶片水同位素比旱季富集.叶片水同位素组成与植物叶片含水量呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,综合反映了植物应对环境变化的水分调控功能.
关键词：土壤-植物-大气连续体;氢氧稳定同位素;叶龄;蒸腾;环境因子
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