同位素--利用穩(wěn)定同位素研究亞高山生境植物水源差異

水分是植物生長不可或缺的因素，水分有效性的波動直接影響植物的生長、數(shù)量和空間分布。在全球氣候變化下，區(qū)域降水格局已經(jīng)發(fā)生了改變。植物不同水源的貢獻率反映了生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)程度。因此，追蹤和分析植物水源可以為研究全球氣候變化提供參考。祁連山位于青藏高原東北緣，是中國西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障。因此，研究亞高山生境植物水源對于理解祁連山生態(tài)和水文過程具有重要意義。已有很多學(xué)者利用氫氧穩(wěn)定同位素（δ2H和δ18O）進行了諸如此類的研究，但關(guān)于亞高山生境不同坡向植物水源的研究鮮少報道。
 

基于此，在本研究中，來自西北師范大學(xué)和中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究所的研究團隊監(jiān)測了青藏高原東北緣祁連山東段冷龍嶺北坡的上池溝（37°38′10″N，101°51′9″E，3080 m a.s.l.，圖1）的降水、土壤水、木質(zhì)部水、降水和泉水的穩(wěn)定同位素組成以及相關(guān)環(huán)境變量（氣象和土壤水變量），利用LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取土壤和木質(zhì)部中的水分，并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液態(tài)水同位素分析儀測定所有水樣的δ2H值和δ18O值�；�于這些數(shù)據(jù)，分析了不同水體穩(wěn)定同位素的變化，并利用多源線性混合模型（IsoSource）計算不同水源對植物的相對貢獻率。

本研究目標(biāo)是：（1）觀察相同和不同生境下亞高山灌木的水源以及（2）研究亞高山灌木對水源變化的適應(yīng)性。

圖1 研究區(qū)和采樣點位置。

圖2 不同水體δ2H和δ18O之間的關(guān)系。

【結(jié)果】

圖3 半陽坡和半陰坡不同亞高山灌木的水源。

圖5 5-12月半陰坡不同亞高山灌木的植物水源。
 

【結(jié)論】

青藏高原東北緣的亞高山生境中灌木的水分吸收特征相似。特別是灌木木質(zhì)部水分主要來源于0-30cm土壤水。在降水量少或需水量大的月份，同一生境的亞高山灌木爭奪淺層土壤水。在此期間，為了滿足生長所需的水分，一些亞高山灌木增加了對深層土壤水的利用，導(dǎo)致同一生境中亞高山灌木水源存在明顯差異。同樣，在旱季或生長季，半陽坡或半陰坡的亞高山灌木對深層土壤水的利用增加，導(dǎo)致不同生境中同一亞高山灌木物種水源存在顯著差異。與其他亞高山灌木相比，杯腺柳（Salix cupularis），山生柳（Salix oritrepha），金露梅（Potentilla fruticosa），硬葉柳（Salix sclerophylla），烈香杜鵑（Rhododendron anthopogonoides）和 隴蜀杜鵑（Rhododendron przewalskii）根據(jù)降水和土壤水條件改變了其水分利用模式，表明其具有較強的環(huán)境適應(yīng)性。在全球變化背景下，為了恢復(fù)亞高山生態(tài)環(huán)境，應(yīng)選擇能夠在旱季或生長季調(diào)整其水分利用策略的灌木樹種。
 

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