季节性干旱地区典型树种长期水分利用特征与模式

王欣1, 贾国栋1,2*, 邓文平3, 刘自强4, 刘子赫1, 邱贵福5, 李文立5

WANG Xin1, JIA Guo-dong1,2*, DENG Wen-ping3, LIU Zi-qiang4, LIU Zi-he1, QIU Gui-fu5, LI Wen-li5

摘要: 在季节性干旱地区,水分是影响植物生长发育的关键核心因子。基于长期连续观测数据探究植物水分利用模式,对于季节性干旱地区植被建设具有重要意义。本研究以北京山区侧柏人工林为对象,利用稳定氢氧同位素技术测定了2012—2017年间土壤、植物枝条和降水同位素组成,通过MixSIAR模型定量分析侧柏对不同土层土壤水分的贡献率。结果表明: 深层(40~100 cm)土壤水较浅层(0~40 cm)土壤水稳定,受蒸发和降水的影响,浅层土壤含水量和水同位素值变化幅度较深层明显;侧柏主要吸收利用稳定的深层土壤水,贡献率为55.7%。在旱季,随着土壤水分含量的降低,植物对土壤水分的吸收深度逐渐向浅层转移;在水量充沛、自然适宜、轻度干旱、中度干旱条件下,深层土壤水的贡献率依次为59.8%、57.9%、54.6%、52.7%。在轻度和中度干旱条件下,雨季侧柏对深层土壤水的依赖程度高于旱季,以维持较大的蒸腾作用;在水量充沛、自然适宜、轻度干旱、中度干旱条件下,深层土壤水贡献率分别为58.9%、57.6%、56.4%、57.1%。侧柏依据土壤水分条件调整吸水深度的自适应特性,对季节性干旱地区生态造林树种的选择和长期管理规划具有重要意义。

Abstract: In the areas with seasonal drought, water is the key factor affecting plant growth and development. Based on long-term continuous observation data, it is of great significance to explore plant water use patterns for vegetation construction in areas with seasonal drought. Taking Platycladus orientalis in Beijing mountainous area as the research object, stable hydrogen and oxygen isotope technique was applied to measure the isotopic composition of water from the soil, plant branches, and precipitation from 2012 to 2017. The relative contribution of soil water from different soil layers to P. orientalis was quantified by the MixSIAR model. The results showed that soil water in the deep layer (40-100 cm) was more stable than that in the shallow layer (0-40 cm). The variation of soil water content and water isotope values in the shallow layer were more obvious due to the effects of evaporation and precipitation. P. orientalis mainly absorbed stable deep soil water, with a relative contribution rate of 55.7%. In the dry season, with the decreases of soil water content, the absorption depth of plants to soil water gradually shifted to the shallow layer. Under conditions of moist, natural condition, mild drought and moderate drought, the relative contribution rates of deep soil water were 59.8%, 57.9%, 54.6%, 52.7%, respectively. To maintain higher transpiration in the wet season, P. orientalis relied more on deep soil water under mild and moderate drought conditions than in the dry season. Under the conditions of moist, natural condition, mild drought and moderate drought, the relative contribution rates of deep soil water were 58.9%, 57.6%, 56.4%, and 57.1%, respectively. The adaptive characteristic of P. orientalis, which adjusts the depth of root water absorption according to soil moisture condition, is of great significance for tree species selection in ecological afforestation and long-term management planning in areas with seasonal drought.

王欣, 贾国栋, 邓文平, 刘自强, 刘子赫, 邱贵福, 李文立. 季节性干旱地区典型树种长期水分利用特征与模式[J]. 应用生态学报, 2021, 32(6): 1943-1950.

WANG Xin, JIA Guo-dong, DENG Wen-ping, LIU Zi-qiang, LIU Zi-he, QIU Gui-fu, LI Wen-li. Long-term water use characteristics and patterns of typical tree species in seasonal drought regions[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2021, 32(6): 1943-1950.

THE END
0.多干旱类型视角下的黄河流域干旱时空演变特征研究学位2.3.7 干旱特征识别 2.4 本章小结 3 基于标准化降水蒸散指数的气象干旱研究 3.1 多时间尺度特征 3.2 基于 ESMD的气象干旱周期特征与趋势分解 3.3 气象干旱的空间分布 3.4 网格化气象干旱趋势特征 3.5 基于Copula的气象干旱历时-强度-重现期曲线 3.5.1 边缘分布函数与 Copula模型 3.5.2 历时-强度-重现期曲线 3.6jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1}mguky0F96;98?9;
1.基于Copula函数的湘江流域气象干旱向水文干旱传播特性因此,在极端降水、洪水频率、干旱特征分析以及干旱预测等方面已被广泛地应用[15-18]。 湘江流域包含湖南省“衡邵娄干旱走廊”的大部分区域,旱涝灾害频繁发生,即便在丰水年干旱也仍会发生。目前,已有学者[19]主要通过分析气象水文要素的变化研究湘江流域的干旱情况,鲜有学者研究湘江流域不同类型干旱的传播关系。因此,jvzq<84yyy4ue|fg0qxh1ls1ctzjeuj1fqo039333;=61s3kuut/3954/8>2;77245662:6AxkkxV‚ug?JZNN
2.基于日气象干旱综合指数的56a西南地区干旱时空分布特征摘要:本文依据2017年修订的《气象干旱等级》国家标准,计算了西南地区86个气象站点的逐日MCI指数,利用ArcGIS进行空间插值,主要分析了整个西南地区以及重庆、四川、云南、贵州四省市56年不同季节的干旱特征。结果表明:云南大部,四川西部以及重庆北部是西南干旱的多发区,四川中部,贵州大部干旱日数相对较少;四川和云南地区干jvzquC41yy}/jjsurwh/q{l1lq{spjq1RcvftRshqtsbvrtp0cyqzHucrgxJFF8526?
3.基于SPEI的中国干旱多尺度时空特征分析综上所述,前人主要应用站点数据进行干旱特征分析,本研究尝试利用MMK方法分析多时间尺度的SPEI格点数据(0.5°×0.5°),对中国的干旱频率和干旱强度进行空间特征分析,使用滑动时间窗口分析中国干旱时间特征,以期为中国干旱的预测预警提供科学依据。 1 材料和方法 jvzq<84kttohc}j0yj{/gmz0ep5kupl1EP5227645;<0l|li04635==:
4.使用监督机器学习方法直接和间接模拟和预测水文干旱3.3 水文干旱特征 采用三种方法(直接模拟、间接模拟和根据观测数据计算)并基于Run理论对四个排放站2000-2019年的严重水文干旱(SRI≤?1)特征进行估计(见原文表8),可以发现基于间接方法计算得到的结果较好,这一结果可能是由于最低流量被低估导致的。总体而言,流域面积越大,发生干旱事件的次数越少、强度越低。 jvzq<84yyy4{kmtpij{b0lto0et0pn|u1vkdjwnecn563::70jznn
5.鄂尔多斯市旱湿特征及成因分析【摘要】:在全球变暖背景下,我国极端天气气候事件较频繁,发生在鄂尔多斯市干旱事件给当地造成了一定的经济损失和严重社会影响,引起政府和相关部门的高度重视,因此探讨旱湿的特征有一定的现实意义。本文基于鄂尔多斯市地区内11个气象站点,1967—2009年气象要素数据 jvzquC41erle0lsmk0ipo7hp1Cxuklqg1EVGF]TVCN3[IZ]423:2395727=/j}r
6.能够反映该区域具有干旱环境特征的图例是()A.河流B.绿洲C.城市D分析我国划分了四大地理区域,由于四区域地理位置和地形等因素的影响,各地呈现了不同的自然特征,西北地区深居大陆内部,远离海洋,海洋的暖湿气流无法抵达,降水稀少,形成了干旱为主的气候特征. 解答解:从地理学的角度来看,富含水汽的夏季风到达河西走廊后已属强弩之末,难以再向西北前行.广大的西北属于典型的非季风区,降水稀少,气候干旱,jvzq<84yyy422:5lkcpjcx3eqo5d|mq1ujoukhnfa9:89nidde>c5k=3::=g4j>35d?d6
7.1960—2016年黄土高原多尺度干旱特征及影响因素明晰黄土高原干旱特征对于生态工程建设和社会经济可持续发展具有至关重要的作用。基于1960—2016年黄土高原59个气象台站数据和标准化降水蒸散指标(SPEI),本文分析了黄土高原多尺度干旱时空变化特征,并探讨了遥相关指数对黄土高原干旱变化的影响。结果表明:① 黄土高原SPEI指数呈下降趋势,其中70年代初和90年代末为显著干旱jvzquC41yy}/fu~l0ci/ew4EP1710:6:435en‚o2427:29=:
8.水系连通变异下荆南三口河系水文干旱识别与特征分析[7] [8]Xiao Mingzhong, Zhang Qiang, Chen Xiaohong.Study on drought characteristics in the Pearl River Basin based on multivariate probability analysis. Acta Geographica Sinica, 2012, 67(1): 83-92. [8][肖名忠, 张强, 陈晓宏. 基于多变量概率分析的珠江流域干旱特征研究. 地理学报, 2012, 67(1jvzquC41yy}/inti0eun0ls1EP522763:470fu}d427:2<534
9.2004年东北干旱——中新网2004年除西北地区东北部发生严重春旱,东北西部、内蒙古东部发生百年一遇春夏连旱,以及华南、长江中下游地区发生1951年以来最为严重的秋旱之外,全国其余大部分地区降水分布比较均匀,土壤呈现干湿交替,未发生大范围持续性干旱。其干旱时空分布特征为:西北东部和华北西部干旱主要出现在3-4月,东北干旱主要出现在2-6月,东北jvzquC41yy}/eqnpcpkxu7hqo0io1ps1pg}t1;532164/;;143?32<60ujznn
10.我国连续干旱年特征变化趋势及对策我国连续干旱年特征、变化趋势及对策,连续干旱年,变化趋势,对策,对1949~2007年期间我国发生连续重旱以上干旱年的情况进行了统计,分析全国性连续干旱年和各省连续干旱年发生的情况,讨论我国连续jvzquC41ycv/ewpk0pku1znmcp3TN\I42361396;0jznn
11.云南省植被NDVI时间变化特征及其对干旱的响应摘要: 基于云南省74个气象站点的1997-2012年逐日降水资料和逐旬SPOT-NDVI值,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)多尺度分析了云南省干旱时间和强度演变与NDVI时间动态特征及其相关性分析,进而探讨气候变化对植被的影响。结果表明,1999-2013年云南省年平均NDVI值和年最大NDVI值均呈现波浪式的发展趋势,其趋势线斜率分别为0.001jvzquC41yy}/gltnqiodc7hp1uzyd8hj1jznn872385278xvzd813>5325612?3jvo
12.中宁县简介2.4 干旱特征 根据1980-2010年降水资料可知,中宁县多年平均降水量仅为218.9毫米,属干旱和半干旱地区。全年(1-12月)干旱灾情发生的频率是50%,春季(3-5月)干 旱灾情发生频率是79.1%,夏季(6-7月)干旱灾情发生的频率是66.7%,春夏秋(3-9月)干旱灾情发生的频率是54.1%。因此,中宁县是一个干旱灾情频繁发生的地区jvzquC41o0972mteu0tfv8iqe1l9:;5497
13.中国西南地区干旱气候特征及2009~2012年干旱分析西南地区 干旱气候特征 2009~2012干旱分析jvzquC41efse0lsmk0ipo7hp1Cxuklqg1EJNF662956.396545=4;:3jvo
14.干旱气候环境下季节性河流沉积特征——以库车河剖面下白垩统为例摘要:通过对库车河剖面下白垩统巴西改组—古近系库姆格列木群底部的沉积露头实测,分析砂岩岩性组合、沉积构造特征、砾岩特征及沉积古环境,并结合现代天山南北季节性河流沉积特征,认为干旱气候条件下发育的季节性河流及季节性河流三角洲是白垩纪库车坳陷发育的重要沉积体系.下白垩统巴什基奇克组砂岩特征与现今广泛发育的季节性河流沉积特征 jvzquC41jvsm0{mj|0tfv8hlzd532:9282>/j}r
15.近30年全球干旱半干旱区的蒸散变化特征利用ERA-Interim空间连续性优势,两套资料的集成应用可填补FLUXNET-MTE观测资料在部分区域数据缺失的问题,较好地弥补资料的空间覆盖度和均值差异上的不足,同时集合数据可以更好地描述全球干旱半干旱区的时空特征,减小不同来源数据的不确定性。因此,下面将基于两套资料的算术平均结果进行全球典型干旱半干旱区域的时空特征jvzq<84yyy4est}sm0gd0ls1fsqy1mvmz1ii1qyon1813A54244ivv
16.伏旱天气介绍伏旱天气的特点伏旱天气和干旱有哪些区别一般在西太平洋副热带高压控制下,且少台风活动时,容易出现严重干旱。 伏旱期间的降水量明显地减少,一般为95-120毫米,与5-6月的春雨、梅雨季节相比,减少了近三分之二。蒸发量偏大是伏旱的显著特征。7-8月的蒸发量可达255-280毫米,与5-6月相比,约增加80%。降水量与蒸发量的差值是表现伏旱程度的重要指标。降水jvzq<84hkpgoen3ghcth0}{1hktbplj14282196481925B;0jvsm