杀线威同位素

近年来，全球环境问题日益突出，资源的合理利用和环境的保护已成为全人类共同面临的挑战。水分是生命的基础，对于植物的生长发育和生态系统的稳定运行起着至关重要的作用。然而，人类的过度开采和污染已导致严重的水资源短缺、土壤荒漠化等问题。沙柳作为一种生长在贫瘠土壤和干旱地区的植物，具有很强的水分利用能力和环境适应性。沙柳生长迅速，枝叶茂密，根系繁大，固沙保土力强，是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。同时，它长而发达的根系，能够迅速吸收土壤中的水分，高效利用水资源。其表面一层厚厚的叶蜡，也能够减少水分的蒸发和流失，有效避免土壤干燥和水分的浪费。因此，通过对沙棘的深入研究和广泛应用，我们可以有效地解决环境保护的问题。接下来这篇相关论文，我们来了解一下沙柳的水分利用来源。基于稳定同位素分析毛乌素沙地东北部不同林龄人工沙柳的水分利用来源沙柳具有很好的应对非生物胁迫（如干旱、寒冷、低肥力）的能力，已广泛引入毛乌素沙地东北部以防风固沙及改善生态系统功能和服务。然而，早期引入的沙柳出现了退化和枯死现象。预计由于气候持续变暖和人为干预增加，沙柳人工灌丛将出现更严重的干旱胁迫。鉴于人类世日益严重的水资源短缺和土壤荒漠化的持续扩大。了解植物与土壤水分关系并实施合理的水分管理策略，必须确定人工植被在沙漠生态系统中的水分利用模式。然而，对于不同发育阶段沙柳的特性、调控和水源差异等研究还知之甚少。基于此，为确定毛乌素沙地圪丑沟小流域（38°11′–38°53′ N，109°21′–110°03′ E）不同林龄（6年、12年和18年）人工沙柳水分利用模式的季节变化和控制因素，揭示老化沙柳枯死的潜在机制，理解土壤水-植物的关系和人工植被的生态适应性。来自中国科学院地理科学与资源研究所的研究者们于2019-2021年5-10月（5、6、10月为旱季；7、8、9月为雨季）植物生长季进行了相关研究。试验开始前，作者采集了土壤样品，确定其土壤颗粒组成，总N含量（TN）及总P含量（TP）。采集了根系样品，确定植物根系分布。试验期，采集了0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-90 cm、90-120 cm、120-150 cm、150-200 cm、200-250 cm及250-300 cm土壤样品，将其分为两部分，一部分用来测定同位素，一部分用来测定土壤含水量（SWC）。同时采集了植物木质部样品。并于降水事件后收集降雨，采集降水量和气温数据。通过计算土壤干燥化指数（SDI）描述土壤水分亏缺状态。利用LI-2000植物土壤水分抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取木质部和土壤中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水及降水的δ18O和δ2H。同时确定木质部水的δ18O和δ2H。最后通过MixSIAR模型区分并量化植物水源。【结果】试验期降水δ2H和δ18O（c）及降水量与δ2H/δ18O之间的关系（d）。生长季土壤水δ2H和δ18O的深度和时间分布。潜在水源对沙柳水分吸收贡献率的季节性变化。【结论】在整个生长季，6年沙柳60％的水源来自于0–120 cm土壤层。相比之下，12年和18年沙柳具有更大程度的生态可塑性，分别从旱季120-300 cm（71.93％）和40-200 cm（68.91％）水源转变到雨季的0-120 cm（65.09％和56.14％）水源。根系和土壤含水量垂直分布的变化是影响不同林龄沙柳水分利用模式季节性变化的主要因素。18年林分中，严重的土壤干涸和死根削弱了老化沙柳的生态可塑性，降低了其吸收深层水（200-300 cm）的能力，从而导致沙柳退化。因此，野外管理措施，例如（i）通过沙柳退化枝条覆盖地面以减少土壤水蒸发；（ii）使成熟沙柳稀疏以减少水分消耗；（iii）通过对最佳植物密度或生物量进行建模来确定植被阈值，以指导所研究地区的未来植被恢复。在这项研究中，针对沙柳拟议的管理实践可以为世界其他沙漠地区相似林龄人工恢复植物的水分利用策略提供参考。

位于青藏高原东北部的青海湖，拥有着丰富的自然景观，既优美壮丽又独具特色。然而，在气候变化和人类过度开垦畜牧等因素的影响下，青海湖的环境逐渐恶化，生态遭到破坏，沙漠化面积也日益扩大。据统计，青海湖周边地区现有沙化土地170.7万亩、占区域土地总面积的11.7%。在植被恢复的过程中，青海湖地区的典型固沙植物沙蒿、沙棘和乌柳等对土壤养分及土壤有机质的提高发挥了较大的作用，其中自然植被沙蒿对土壤养分的改良效果最明显。沙蒿 (学名:Artemisia desertorum)是菊科蒿属多年生半灌木状植物，天然生长在沙漠地区，分布甚广。在我国主要分布在黑龙江、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、四川、西藏等地，多生长于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、砾质坡地、干河谷、河岸边、林缘及路旁等。沙蒿枝条匍匐生长，有利于防风阻沙，具有适应性强、耐干早、抗风蚀、喜沙埋、生长快、固沙作用强等特点，为固沙先锋植物。接下来我们来了解一篇关于青藏高原东北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的论文。沙漠化是青藏高原东北部的主要土地退化问题之一。青海湖位于青藏高原东北部，属于高寒半干旱气候影响下的生态脆弱区和全球气候变化敏感区，青海湖周边土地沙漠化严重。以前针对本区固沙植物的研究主要集中在植物的防风固沙机理与生态功能上，对植物与水分关系的关注较少，尤其是本土物种在不同微地貌导致的不同供水条件下。基于此，青海大学的研究团队以青海湖的自然固沙植物沙蒿作为研究对象，评估高寒半干旱沙地乡土树种的水土利用来源。本研究聚焦于三个关键科学问题：1）本土植物的季节性水源是什么？2) 控制不同沙漠地貌部位用水差异的关键是什么？3）根系分布及立地条件对植物的用水模式有什么影响？基于以上科学问题，本研究的假设如下：1）不同沙丘地貌部位的植物在不同季节使用不同的水源，2）植物会倾向于在水有限的情况下使用深层土壤水或地下水。本研究结果将有助于指导高寒沙地植物种的筛选，以确保生态适应和结构优化。本研究中作者收集了0-120 cm土层样品，利用全自动真空冷凝抽提系统（LI-2100，北京理加联合科技有限公司）提取土壤中的水分，并利用ABB LGR液态水同位素分析仪（Model DLT-100）测定水样中的氢氧稳定同位素组成（δ2H和δ18O）。同时，于生长季节在采样点测定植物的群落结构特征、根系分布及土壤机械组成。【结果】沙丘不同地貌部位沙蒿下方的土壤含水量（SWC, %）的季节变化。同一字母表示不同地貌部位无显著差异（p 0.05），不同字母表示不同地貌部位差异显著（p 0.05）。不同沙丘地貌部位沙蒿的（A）生长高度、（B）冠幅、（C）盖度和（D）密度。同一字母表示不同地貌部位无显著差异（p 0.05），不同字母表示不同地貌部位差异显著（p 0.05）。沙蒿根系在不同沙丘地貌部位的分布特征。（A）迎风坡，（B）丘顶，（C）背风坡。不同地貌部位沙蒿的吸水层次贡献率。（A）迎风坡，（B）丘顶，（C）背风坡。【结论】本研究以高寒沙地天然分布的沙蒿作为研究对象，利用稳定同位素技术分析其在生长季节的水分利用来源变化情况。结果表明，尽管该物种具有较高的耐寒性和耐旱性，以及能吸收利用不同深度水源的能力。本区沙蒿在生长季初期主要依赖于表层土壤水分，迎风坡利用地下水。进入生长旺盛季，降雨量和土壤含水量都最高，沙蒿利用中层土壤水分。在生长期末期，浅层土壤水再次成为植物可利用的最多水源。总的来说，高寒沙地沙蒿使用的浅层土壤水最多，其吸水模式与分布在不同沙丘地貌的根系分布一致。沙丘微地貌不仅通过风力作用和土壤特性影响植被生长，也影响了植物的用水深度。

全球变暖增加了当地大气对水分的需求，导致许多地区降水减少，两者都会导致干旱。水汽可以在辐射冷却到露点温度以下的表面凝结成露水。露水因其对地表水平衡的重要贡献而被认为是一个重要水源，尤其是在半干旱和干旱地区。干旱地区，年露水量占降雨量的9%-23%。在热带岛屿旱季，露水可以作为一种替代水源。露水对干旱地区或干旱期植物的生存、生长和发育十分重要，例如带来夜间水分以及通过植物气孔或特殊的物理特征（如气生植物）直接被叶片吸收利用。因此，露水可以增加叶片的净光合产物积累，提高植物水分利用效率。露水还参与了大气中的化学过程，例如亚硝酸盐氧化物的昼夜（和夜间）循环。从1961-2010，中国露水频率降低了5.2天/10年，这主要是因为近地表增温和相对湿度（RH）下降。此外，中国干旱区露水频率下降率（50%）高于半湿润和湿润地区（40%和28%）。因此，随着全球气候变化，不同地区露水具有不同的趋势，需了解不同气候区域的露水特征以更好地预测未来露水动态变化。图片来源于网络，如有侵权请联系删除δ2H和δ18O是天然和传统的水文示踪剂，在追踪与不同类型水（例如降雨、降雪、露水、雾、地表水、植物水和冰芯）相关的不同水文气象过程中发挥着重要作用。两种质量分馏过程，平衡分馏和动力学分馏，是水相变过程中同位素差异的根本原因。它们分别由饱和水汽压和不同同位素的扩散速率决定。17O-excess（17O-excess = ln（δ17O + 1）-0.528×ln (δ18O + 1）），作为一种新的示踪剂，可用来提供有关水分输送、降雨和蒸发的额外限制，以探测水文和气象过程。与传统的依赖于温度和RH的同位素相比，17O-excess主要对10-45℃的RH敏感。δ′18O（δ′18O = 1000×ln（δ18O + 1））和 δ′17O（δ′17O = 1000×ln （δ17O + 1））之间的关系可用来更好的解释自来水和降水形成机制，区分干旱类型和纳米布沙漠不同类型的凝结。此外，利用17O-excess与δ′18O（或 d-excess）之间的关系（如实验室模型试验、降水和天然水体（河流、渠道、水井、泉水、地下水、湖泊和池塘））来推断经历平衡分馏或动力学分馏的不同水分蒸发过程是一种有效的方法。然而，到目前为止，还没有公布δ2H，δ18O，δ17O，d-excess和17O-excess日露水同位素记录。图片来源于网络，如有侵权请联系删除基于此，在本文中，作者于2014年7月-2018年4月从3个不同的气候区域（纳米布沙漠中部的戈巴布（沙漠气候）、法国尼斯（地中海气候）、美国中部印第安纳波利斯（湿润大陆性气候））收集了黎明前日露水。利用基于离轴积分腔输出光谱技术的三参数水汽同位素分析仪（T-WVIA-45-EP）同时分析了露水的δ2H，δ18O，δ17O，然后计算了d-excess和17O-excess。该报告介绍了3个气候区域的日露水同位素数据集。在研究全球露水动力学和露水形成机制时，研究者可以利用该数据集作为参考。【结果】表1 戈巴布（2014年7月-2017年6月）、尼斯（2017年12月-2018年4月）和印第安纳波利斯（2017年1月至2017年10月）的每日露水记录汇总。图1 戈巴布（紫色）、尼斯（蓝色）和印第安纳波利斯（红色）露水的稳定同位素变化。图2 基于戈巴布、尼斯和印第安纳波利斯每日露水的δ18O和δ2H之间的关系及δ′18O和 δ′17O之间的关系（b）。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650310465&idx=2&sn=e1d3675059e7a6e4221f5633291cd304&chksm=bee1abbe899622a8ec8b2b200b841a8a8def0dc591af3b2ae6543b52a6c03d08f7ce4fd95b10&token=234254584&lang=zh_CN#rd