鄱阳湖湿地典型中生植物水分利用来源的同位素示踪

摘要：

水分是维持植物生长、决定种群分布的关键因子,研究植物水分利用来源是揭示水文过程与植被演替作用机制的基础,作为中国最大的淡水湖泊系统,鄱阳湖水文情势的显著改变已直接影响到湿地生态系统的水分补给来源.本文通过测定降水、土壤水、地下水、湖水和植物茎水中δ18 O、δD同位素组成,识别鄱阳湖湿地典型中生植被——茵陈蒿(Ar-temisia capillaris)群落的土壤水分补给来源,并应用直接对比法和IsoSource多源混合模型估算优势种茵陈蒿的主要吸水区间及水源利用比例.结果发现:(1)与降水同位素相比,湖水和湿地土壤水同位素较为富集,地下水同位素较少发生分馏;(2)湿地地下水主要受历史长期降水和湖水共同补给,土壤水在雨季4-6月和秋季9-10月主要受降水补给,夏季7-8月深层土壤水受湖水侧向入渗和地下水的共同补给,并在蒸发作用下水分向浅层土壤传输;(3)茵陈蒿主要利用0～80 cm深度的土壤水,且能够在不同土层水源间灵活转换.当土壤含水量较高时(4-5月),主要利用0～40 cm浅层土壤水,利用率约49％～68％;当浅层土壤含水量较低时(6-8月),主要利用40～80 cm深层土壤水,利用率高达74％～95％;当植物进入生长后期(9-10月),主要利用0～15 cm表层土壤水,利用率介于41％～70％.总体发现,湖水是鄱阳湖湿地中生植物群落土壤水分的重要补给来源,优势种茵陈蒿能够响应土壤含水量的变化改变吸水深度,具有较强的干旱适应能力.研究结果可为鄱阳湖湿地植被生态系统演变和科学保护提供理论参考.

关键词：稳定同位素、土壤水、地下水、湖水、水分利用来源、茵陈蒿、鄱阳湖

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资助基金：国家重点研发计划项目;国家自然科学基金项目;中国科学院青年创新促进会项目

在线出版日期：2020-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1749-1760