鄱陽湖濕地典型中生植物水分利用來源的同位素示蹤

作者：許秀麗,李云良,譚志強,郭強

摘要：水分是維持植物生長、決定種群分布的關鍵因子,研究植物水分利用來源是揭示水文過程與植被演替作用機制的基礎,作為中國最大的淡水湖泊系統,鄱陽湖水文情勢的顯著改變已直接影響到濕地生態系統的水分補給來源.本文通過測定降水、土壤水、地下水、湖水和植物莖水中δ18 O、δD同位素組成,識別鄱陽湖濕地典型中生植被——茵陳蒿(Artemisia capillaris)群落的土壤水分補給來源,并應用直接對比法和IsoSource多源混合模型估算優勢種茵陳蒿的主要吸水區間及水源利用比例.結果發現:(1)與降水同位素相比,湖水和濕地土壤水同位素較為富集,地下水同位素較少發生分餾;(2)濕地地下水主要受歷史長期降水和湖水共同補給,土壤水在雨季46月和秋季910月主要受降水補給,夏季78月深層土壤水受湖水側向入滲和地下水的共同補給,并在蒸發作用下水分向淺層土壤傳輸;(3)茵陳蒿主要利用0~80 cm深度的土壤水,且能夠在不同土層水源間靈活轉換.當土壤含水量較高時(45月),主要利用0~40 cm淺層土壤水,利用率約49%~68%;當淺層土壤含水量較低時(68月),主要利用40~80 cm深層土壤水,利用率高達74%~95%;當植物進入生長后期(910月),主要利用0~15 cm表層土壤水,利用率介于41%~70%.總體發現,湖水是鄱陽湖濕地中生植物群落土壤水分的重要補給來源,優勢種茵陳蒿能夠響應土壤含水量的變化改變吸水深度,具有較強的干旱適應能力.研究結果可為鄱陽湖濕地植被生態系統演變和科學保護提供理論參考.

發文機構：太原理工大學水利科學與工程學院 中國科學院南京地理與湖泊研究所

關鍵詞：穩定同位素土壤水地下水湖水水分利用來源茵陳蒿鄱陽湖Stable isotopesoil watergroundwaterlake waterplant water sourcesArtemisia capillarisLake Poyang

分類號： S15[農業科學—土壤學]