本文關(guān)鍵詞：元陽梯田水源區(qū)土壤水分氫氧同位素特征

  更多相關(guān)文章： 氫氧同位素 土壤水 元陽梯田 大氣降水 蒸發(fā)

【摘要】：在地表水、大氣降水、地下水和植被水的循環(huán)轉(zhuǎn)化中,土壤水是其不可或缺的重要樞紐。研究土壤水分的遷移規(guī)律和循環(huán)轉(zhuǎn)化在地下水資源和土壤水的合理利用以及對(duì)地下水的補(bǔ)給變化等方面都具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。在土壤水的運(yùn)移研究領(lǐng)域,最近幾年興起的氫氧穩(wěn)定同位素技術(shù)是一種全新的研究手段。與傳統(tǒng)的研究方法相比,它的準(zhǔn)確性和靈敏度更高。本論文基于氫氧同位素技術(shù),通過對(duì)比研究元陽梯田水源區(qū)大氣降水、穿透雨、樹干莖流以及4種不同林分類型(喬木林、灌木林、荒草地、無林對(duì)照樣地)下的土壤水和地表地下水的氫氧穩(wěn)定同位素值的分布情況,結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析、線性回歸和描述統(tǒng)計(jì)等的分析處理方法,主要得出以下結(jié)論:(1)2014年元陽梯田水源區(qū)的年際降水量為1469mm,雨季的降水總量為1308mm,占全年降水量的89.04%,其大氣降水線方程為δD=6.8384δ18O-5.6921(R2=0.8787,n=20)。相比于全球大氣降水線方程,其斜率和截距均較小。說明在元陽梯田水源區(qū)的大氣降水過程中,存在一定程度的再蒸發(fā)過程,而且受局部地區(qū)氣候環(huán)境和水汽蒸發(fā)影響較大。(2)元陽梯田水源區(qū)的土壤水分的補(bǔ)給并不僅僅來源于大氣降水,還可能有其它比較穩(wěn)定的補(bǔ)給來源。4種不同林分類型(喬木林、灌木林、荒草地、無林地)下的土壤水δD和δ18O值的關(guān)系為:δD=7.6578δ18O+5.2551(R2=0.9075,n=143);δD平均值為-104‰,δ18O平均值為-14.3‰,與大氣降水中的δD和δ18O平均值相比,明顯偏小。說明土壤水并不單純來自降水,更多的是原有土壤水與當(dāng)季降水的混合,且土壤水與降水氫氧同位素相比明顯偏負(fù),說明土壤水更多是來自前期降水。(3)各個(gè)林分類型下的淺層土壤水分氫氧穩(wěn)定同位素值的變化趨勢(shì)與深層土壤水分差異較大,且深層土壤水分受外界的干擾極其微弱,而表層土壤水分反之。4種不同林分類型下,表層土壤剖面上的δ18O值波動(dòng)變化幅度較大,一定程度上體現(xiàn)了土壤蒸發(fā)等同位素分餾效應(yīng)。隨著土層深度的增加,δ18O值的波動(dòng)變化越來越小,尤其以80~100cm土層表現(xiàn)最為明顯,其δ18O值基本趨于穩(wěn)定。說明表層的土壤水分容易受到降水混合與蒸發(fā)的影響,氫氧同位素的組成變化較大;但是土壤深層次上接受降雨補(bǔ)給有限,而且降水已經(jīng)與土壤原有水分混合完全,故其氫氧同位素的組成變化較小。(4)喬木林和荒草地的深層土壤水中δ18O值要偏高于表層土壤,而對(duì)于灌木林和無林地,其變化趨勢(shì)則恰恰相反,表明研究區(qū)的降水入滲過程具有兩種不同的下滲特征和機(jī)理。明確研究區(qū)土壤水的下滲機(jī)制,對(duì)于揭示元陽梯田水源區(qū)水分循環(huán)機(jī)理及其可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：氫氧同位素 土壤水 元陽梯田 大氣降水 蒸發(fā)
【學(xué)位授予單位】：西南林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S152.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 前言11-20
• 1.1. 研究目的與意義11-12
• 1.2. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1. 穩(wěn)定同位素技術(shù)簡(jiǎn)介12-14
• 1.2.2. 土壤水的研究綜述14
• 1.2.3. 穩(wěn)定同位素技術(shù)在土壤水研究中的應(yīng)用進(jìn)展14-17
• 1.2.4. 元陽梯田研究進(jìn)展17
• 1.3. 存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)17-19
• 1.4. 重點(diǎn)解決的問題19
• 1.5. 本論文創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 2. 研究區(qū)概況20-24
• 2.1. 自然資源20-22
• 2.1.1. 地理位置20-21
• 2.1.2. 氣候特征21-22
• 2.1.3. 水文地質(zhì)22
• 2.1.4. 土壤類型22
• 2.1.5. 森林植被22
• 2.2. 社會(huì)經(jīng)濟(jì)22-24
• 2.2.1. 行政區(qū)劃22-23
• 2.2.2. 經(jīng)濟(jì)狀況23-24
• 3. 研究?jī)?nèi)容與方法24-27
• 3.1. 研究?jī)?nèi)容24
• 3.2. 研究方法24-26
• 3.2.1. 研究區(qū)域選擇及標(biāo)準(zhǔn)樣地布設(shè)24-25
• 3.2.2. 氫氧同位素測(cè)定水樣的收集和室內(nèi)分析25
• 3.2.3. 數(shù)據(jù)處理25-26
• 3.3. 技術(shù)路線26-27
• 4. 結(jié)果與分析27-46
• 4.1. 大氣降水氫氧穩(wěn)定同位素特征27-32
• 4.1.1. 研究區(qū)2014年月降雨量分布情況27
• 4.1.2. 大氣降水氫氧穩(wěn)定同位素特征及降水線方程27-29
• 4.1.3. 降水過程中δD和δ18O的變化特征29
• 4.1.4. 穿透雨的氫氧穩(wěn)定同位素特征29
• 4.1.5. 樹干莖流的氫氧穩(wěn)定同位素特征29-30
• 4.1.6. 地表水的氫氧穩(wěn)定同位素特征30-31
• 4.1.7. 地下水的氫氧穩(wěn)定同位素特征31-32
• 4.1.8. 以上四類水體對(duì)大氣降水的響應(yīng)32
• 4.2. 土壤水分及其氫氧穩(wěn)定同位素分布特征32-46
• 4.2.1. 土壤含水率季節(jié)變化特征32-33
• 4.2.2. 土壤水氫氧穩(wěn)定同位素特征33-38
• 4.2.3. 不同林分類型下土壤水氫氧穩(wěn)定同位素值垂向分布特征38-42
• 4.2.4. 不同林分類型的土壤水δD和δ18O剖面分布特征42-43
• 4.2.5. 土層深度和采樣時(shí)間對(duì)土壤水氫氧穩(wěn)定同位素的影響43-44
• 4.2.6. 土壤水的來源及其與大氣降水之間的聯(lián)系44-46
• 5. 結(jié)論與討論46-49
• 5.1. 結(jié)論46-47
• 5.2. 討論47-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 個(gè)人簡(jiǎn)介52-53
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介53-54
• 獲得成果目錄54-55
• 致謝55

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本文編號(hào)：964747