科尔沁沙地差巴嘎蒿（ Artemisia halodendron ）水分利用特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00007

摘要/Abstract

摘要：

深入剖析科尔沁沙地固沙植被水分利用特征，可为科尔沁沙地生态修复和区域荒漠化防治提供参考。测定了科尔沁沙地典型固沙植被差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）2020年生长季的植物水及其所在区域的地下水、土壤水与降水的δD值，采用多源线性混合模型定量分割了差巴嘎蒿的水分利用来源。结果表明：（1）研究区大气降水方程斜率小于全国大气降水方程，说明该区域大气降水蒸发强烈，方程截距较大，表明研究区水汽再循环强烈。土壤水同位素方程的斜率和截距都小于研究区大气降水方程线，表明土壤水受二次蒸发影响显著。（2）土壤含水率与降雨量、植物生长期的变化有显著的相关关系，受降雨影响，浅层（0—40 cm）土壤含水率波动幅度最大，且土壤含水率随土层深度的增加趋于稳定。（3）雨季，差巴嘎蒿主要利用0—40 cm和120—160 cm层的土壤水，利用率分别为30.1%和25.2%，对其他深度的土壤水利用较少；旱季，主要利用0—80 cm和160—200 cm层的土壤水，利用率分别为30.7%和21.1%，明显高于其他土壤层。

关键词: 差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）, 氢氧稳定同位素, 多元线性混合模型, 水分来源, 科尔沁沙地

Abstract:

In-depth analysis of the water use characteristics of sand-fixing vegetation on sandy land can provide references for ecological restoration of sandy land vegetation and regional desertification prevention and control. This study uses hydrogen and oxygen isotope technology to determine the δD values of plant water in the typical sand-fixing vegetation of Artemisia halodendron and the precipitation， soil water， and groundwater in Horqin Sandy Land during the vegetation growth season in 2020. The multi-source linear mixed model is used to quantitatively segment the water use sources of A. halodendron. The results show that：（1） The slope of the atmospheric precipitation equation in the study area is smaller than the national atmospheric precipitation equation line， indicating that the atmospheric precipitation in this area has strong evaporation and the equation intercept is large， indicating that the water vapor recirculation in the study area is strong. The slope and intercept of the soil water isotope equation line are smaller than the atmospheric precipitation equation line in the study area， indicating that soil water is significantly affected by secondary evaporation. （2） Changes in rainfall and plant growth periods have a clear correlation with soil water content. Affected by rainfall， shallow soil water content has the largest fluctuation range from 0 to 40 cm， and soil water content tends to stabilize with the increase of soil depth. （3） In the rainy season， A. halodendron mainly uses soil water at depths of 0-40 cm and 120-160 cm， with utilization rates of 30.1% and 25.2%， respectively， and uses less soil water in other parts； in dry seasons， 0-80 cm is mainly used the utilization rate of soil water with depth of 160-200 cm is 30.7% and 21.1% respectively， which is significantly higher than other soil water.

Key words: Artemisia halodendron, hydrogen and oxygen stable isotopes, multi-source linear mixed model, water source, Horqin Sandy Land

中图分类号:

Q948.1

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图/表 7

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土壤深度 /cm	月份
土壤深度 /cm	5	6	7	8	9	10
0—10	2.86	2.47	1.51	0.50	3.18	1.67
10—20	3.12	4.34	2.15	1.02	3.66	2.68
20—40	3.31	6.32	3.02	1.94	4.50	3.62
40—80	5.32	4.57	4.49	3.45	5.89	6.05
80—120	2.98	2.53	3.65	2.93	4.22	3.90
120—160	2.72	3.52	3.01	3.32	3.12	4.86
160—200	3.79	3.76	3.69	2.70	2.56	5.14

土壤深度 /cm	月份
土壤深度 /cm	5	6	7	8	9	10
0—10	2.86	2.47	1.51	0.50	3.18	1.67
10—20	3.12	4.34	2.15	1.02	3.66	2.68
20—40	3.31	6.32	3.02	1.94	4.50	3.62
40—80	5.32	4.57	4.49	3.45	5.89	6.05
80—120	2.98	2.53	3.65	2.93	4.22	3.90
120—160	2.72	3.52	3.01	3.32	3.12	4.86
160—200	3.79	3.76	3.69	2.70	2.56	5.14

潜在水源	土壤深度 /cm	月份
潜在水源	土壤深度 /cm	5	6	7	8	9	10
土壤水	0—40	12.0	20.4	30.1	5.9	25.4	17.3
		(0—57.0)	(0—69.0)	(0—88.0)	(0—32.0)	(0—57.0)	(0—78.0)
	40—80	64.5	19.5	12.3	10.5	25.4	13.4
		(36.0—86.0)	(0—83.0)	(0—52.0)	(0—55.0)	(0—60.0)	(0—58.0)
	80—120	13.6	17.7	11.8	12.9	12.8	12.8
		(0—64.0)	(0—70.0)	(0—50.0)	(0—67.0)	(0—53.0)	（0—55.0）
	120—160	4.3	18.9	25.2	51.5	10.6	16.6
		（0—21.0）	（0—76.0）	（0—93.0）	（0—100.0）	（0—43.0）	（0—74.0）
	160—200	3.1	10.6	10.6	8.2	12.4	21.1
		（0—16.0）	（0—31.0）	（0—50.0）	（0—43.0）	（0—52.0）	（0—60.0）
地下水		2.5	12.9	10.0	11.0	13.4	18.8
		（0—13.0）	（0—53.0）	（0—86.0）	（0—71.0）	（0—56.0）	（0—44.0）

潜在水源	土壤深度 /cm	月份
潜在水源	土壤深度 /cm	5	6	7	8	9	10
土壤水	0—40	12.0	20.4	30.1	5.9	25.4	17.3
		(0—57.0)	(0—69.0)	(0—88.0)	(0—32.0)	(0—57.0)	(0—78.0)
	40—80	64.5	19.5	12.3	10.5	25.4	13.4
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	80—120	13.6	17.7	11.8	12.9	12.8	12.8
		(0—64.0)	(0—70.0)	(0—50.0)	(0—67.0)	(0—53.0)	（0—55.0）
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		（0—16.0）	（0—31.0）	（0—50.0）	（0—43.0）	（0—52.0）	（0—60.0）
地下水		2.5	12.9	10.0	11.0	13.4	18.8
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