摘要:

北澄子河流域是国家南水北调东线工程治污规划区，为解决北澄子河国控断面水质不能稳定达标问题，保障南水北调水质安全，开展流域内硝态氮污染溯源分析。本研究针对水产养殖废水、生活污水、畜禽养殖废水以及农田种植排放源4种污染源，采用稳定同位素技术和IsoSource模型，利用NO3-/Cl-比值、同位素比值等方法，定量解析北澄子河流域硝态氮污染来源。从空间分布来看，北澄子河上游硝态氮污染主要来源于水产养殖，沿上游至下游水体硝态氮含量受生活污水的影响逐渐增加；从时间分布来看，丰水期硝态氮污染贡献率最高的是水产养殖源，为26.3%~73.6%，平水期主要是水产养殖源和生活污水源，其贡献率分别为18.8%~37.2%和26.0%~35.6%，枯水期各污染源贡献率持平。总体上，北澄子河流域水体硝态氮污染源贡献率最高的是生活污水源和水产养殖源，其次是畜禽养殖源，农田种植源贡献率最低。

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分析了太行山南麓低丘山区降水、泉水、地下水、土壤水以及栓皮栎、扁担杆的氢氧稳定同位素特征,结合IsoSource模型确定了栓皮栎和扁担杆水分来源的季节性差异,并对栓皮栎和扁担杆水分利用策略进行分析.结果表明,同一生态系统中的栓皮栎和扁担杆枝条水的δ18O和δD值差别明显.雨季中栓皮栎和扁担杆水分来源较浅,以0-20 cm土壤水分为主,但旱季中栓皮栎和扁担杆水分主要来源均比雨季明显加深,其中栓皮栎主要利用40-60 cm土壤水分,扁担杆则主要利用20-40 cm土壤水分.此外,旱季后期栓皮栎还利用部分泉水,其比例达到了19.6％.二者水分来源的不同,使得栓皮栎与扁担杆在旱季期间能避开用水冲突.旱季中生长在生态系统上层的栓皮栎中午部分气孔关闭,蒸腾速率下降,生长在生态系统下层的扁担杆日均蒸腾速率、气孔导度则分别比栓皮栎下降了46.94％和30.58％.栓皮栎和扁担杆分别采取了深水源及部分气孔关闭和浅水源及低蒸腾耗散的水分利用策略来利用旱季中有限的水分,因而其组成的生态系统表现出较强地适合太行山南麓脆弱环境的生态适应性.

摘要:

为阐明滇中岩溶高原滇青冈Cyclobalanopsis glaucoides原生林植物水分利用机理及其对岩溶干旱生境的适应策略,运用氧稳定同位素技术,分析了滇青冈,云南木樨榄Olea yuennanensis,清香木Pistacia weinmannifolia等3种不同年龄阶段常见优势木本植物小枝木质部水分及土壤水、表层岩溶带水氧同位素值的相关性,确定植物水分来源,并通过IsoSource模型计算不同潜在水源对滇青冈原生林的贡献.结果表明:滇青冈及其伴生的乔木水分利用层位及利用比例呈现时空差异,并形成明显的水分竞争关系.旱季,滇青冈、成熟云南木樨榄、幼龄清香木主要利用55～115 cm深层土壤水,成熟的滇青冈和清香木对表层岩溶带水利用比例增加.雨季,成熟的滇青冈、云南木樨榄、清香木和幼龄清香木因大气降水对浅表层土壤的补给主要利用20～55 cm土壤水,利用比例分别为100％,33.3％,66.0％,37.4％,幼龄植株对表层岩溶带水的利用比例大于成熟植株.

摘要:

为研究西安市浅层地下水中硝酸盐来源,采集秦岭山前、市郊、市区地下水样,分析其常规化学指标和氮氧同位素,利用硝酸盐氮氧双同位素和IsoSource同位素模型,确定地下水中硝酸盐的主要来源及各个来源的贡献率. 研究结果表明:西安市区的硝酸盐主要来源于生活污水粪肥,约占55%~75%;郊区的硝酸盐主要来源是土壤有机氮和生活污水粪肥,分别占37%~55%,36%~58%;而山前地区的硝酸盐主要来源于土壤有机氮转化,约占77%~96%.

摘要:

2010年三峡大坝首次成功蓄水到175 m.为了探讨175 m蓄水对库区支流鱼类食物网能量来源的影响,采用稳定性同位素方法并结合多源线性混合模型(IsoSource模型)对小江回水区鲫、鲤、蒙古鲌、鲇、大鳍鳠、瓦氏黄颡鱼、光泽黄颡鱼等7种主要经济鱼类能量来源进行了分析.结果表明:蓄水前(2010年7月),微型藻类是7种主要经济鱼类能量的主要来源；蓄水后(2010年12月),微型藻类对7种主要经济鱼类能量来源的贡献比例略有下降,而陆生C4植物的相对贡献比例明显增加,特别是对杂食性鲫和肉食性鲇的贡献率分别达到了38％ ～54％和32％ ～ 50％.蓄水后,鲫和鲇至少有30％的能量来自陆生C4植物.说明三峡大坝的蓄水过程增加了外源性C4植物对鱼类能量的贡献比例.

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为阐明滇中岩溶高原滇青冈Cyclobalanopsis glaucoides原生林植物水分利用机理及其对岩溶干旱生境的适应策略,运用氧稳定同位素技术,分析了滇青冈,云南木樨榄Olea yuennanensis,清香木Pistacia weinmannifolia等3种不同年龄阶段常见优势木本植物小枝木质部水分及土壤水、表层岩溶带水氧同位素值的相关性,确定植物水分来源,并通过IsoSource模型计算不同潜在水源对滇青冈原生林的贡献.结果表明:滇青冈及其伴生的乔木水分利用层位及利用比例呈现时空差异,并形成明显的水分竞争关系.旱季,滇青冈、成熟云南木樨榄、幼龄清香木主要利用55～115 cm深层土壤水,成熟的滇青冈和清香木对表层岩溶带水利用比例增加.雨季,成熟的滇青冈、云南木樨榄、清香木和幼龄清香木因大气降水对浅表层土壤的补给主要利用20～55 cm土壤水,利用比例分别为100％,33.3％,66.0％,37.4％,幼龄植株对表层岩溶带水的利用比例大于成熟植株.

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以洱海入湖河流永安江为研究对象，利用硝酸盐δ15 N和δ18 O双同位素技术对永安江水体的硝酸盐氮来源进行识别。在永安江沿程共布置9个监测点，分析硝酸盐的污染特征，并利用离子交换树脂法对水样进行预处理后测试硝酸盐δ15 N和δ18 O。结果表明，永安江硝酸盐氮源负荷占永安江总氮源污染的50％左右，各采样点ρ（硝酸盐）为0?07～5?22 mg·L－1，均值为1?00～2?39 mg·L－1。经同位素测试，各采样点δ15N?NO3－均值为6?12‰～13?88‰，δ18 O?NO3－均值为8?24‰～11?72‰；永安江河水中硝酸盐主要来自于流域内化学肥料、牲畜粪便、生活污水和土壤有机氮硝化；利用IsoSource混合模型对4种形态的硝酸盐来源进行定量分析，发现化学肥料占37?3％，牲畜粪便占34?6％，村落污水占18?2％，土壤有机氮占9?9％。利用IsoSource混合模型可为河流硝酸盐来源定量研究提供新的研究思路，硝酸盐贡献比例与河流流经村落位置及土地利用类型有关。

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[目的]研究对农田有重要防护作用的农田防护林在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,为本地区农田和农田防护林的优化灌溉提供参考.[方法]利用稳定氧同位素(δ18O)研究干旱绿洲区常见农田防护林胡杨(Populus euphratica)、沙枣(Elaeagnus angusti folia)和榆树(Ulmus pumila)在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,根据直接判断法、IsoSource模型和吸水深度模型3种方法对结果进行了对比分析.[结果]不同时间,不同树种防护林水分利用来源不同.其中4月胡杨主要使用10-20 cm的浅层土壤水,贡献率为83.3％;沙枣主要使用80-120 cm和120-160 cm的深层土壤水,其贡献率分别为50.6％和16.9％;榆树主要使用50-300 cm的深层土壤水和地下水,累计贡献率为82.5％;5月胡杨主要利用浅层0-30 cm的土壤水,贡献率为57.1％;沙枣和榆树转而利用表层0-10 cm的土壤水,其贡献率分别为50.8％和52.7％;6月胡杨利用0-20 cm浅层土壤水和地下水,贡献率分别为38.7％和10.5％;沙枣有76.9％的水分来源于10-20 cm的浅层土壤;榆树主要水分来源中有49.1％来自于0-80 cm,另有12.3％来自于地下水.同时研究得出胡杨4-6月的平均吸水深度分别为18,28,25 cm,沙枣的平均吸水深度分别为118,37,34 cm;榆树的平均吸水深度分别为95,37,29 cm.[结论]选择农田防护林树种时,在保证防护林防护效益的同时,应选择搭配以深层土壤水或地下水为主要水分来源的种类,从而更加高效地发挥农田防护林的防护作用.

摘要:

以黄河三角洲海岸带贝壳堤湿地灌木群落主要建群种柽柳为对象,利用稳定同位素技术测定柽柳木质部和潜在水源δ18O值的时空变化,采用IsoSource模型计算潜在水源对柽柳的贡献比例,研究海岸带不同生境中柽柳对不同水分条件的适应机制.结果表明:在降水较少的干旱年份,相对于不稳定的降水,柽柳倾向于利用稳定的土壤水和浅层地下水,但是在不同微地形生境下柽柳的水分利用策略有所差异.滩脊的柽柳72.6％～95.4％水分来源于浅层地下水和含水量相对较高的深层土壤水(40～ 100 cm);高潮线附近的柽柳有40.7％～97.3％的水分来源于上层土壤水(0～40 cm),以避免海水和浅层地下水的盐分胁迫.柽柳对外界水盐条件变化具有较强的适应性,在海岸带可利用水资源缺乏的恶劣生境中具有更强的种间竞争优势,从而导致柽柳单优灌木群落的形成.

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以宁夏枸杞为研究对象,采取试验区降水、不同灌溉量下枸杞根区土壤水、根系及茎秆样品并测定其氢氧稳定性同位素比率δ18 O和δD,分析不同降水量及灌溉量下枸杞稳定同位素的变化特征,利用IsoSource模型计算了枸杞对各潜在水源的可能利用比例.结果表明:试验区降水中δD和δ18 O之间有很好的线性关系,并得出了当地大气降水线的回归方程;不同灌溉量,枸杞主根系层(20～60 cm)的土壤含水率和与其对应的δD呈负相关趋势变化,随着土层深度加深,δD减小;降水量不同时,各土层δD变化规律相似,5 mm以下20 cm处的δD最大(-64.39‰),枸杞主要利用表层(0～20 cm)及部分中层(20～40 cm)的土壤水,分别占35.2％及25.1％;降水量为13.9 mm时,20～60 cm处δD相对较丰,为-65.20‰以上,枸杞可利用0～60 cm土层土壤含水量:0～20,20～40,40～60 cm土层的土壤水利用量分别占比22.4％,25.3％及23.2％.结论可为干旱区枸杞科学灌溉提供有益借鉴.