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同位素 | 青藏高原東北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略

更新時(shí)間:2022-06-27      點(diǎn)擊次數:1714

位于青藏高原東北部的青海湖,擁有著(zhù)豐富的自然景觀(guān),既優(yōu)美壯麗又具特色。然而,在氣候變化和人類(lèi)過(guò)度開(kāi)墾畜牧等因素的影響下,青海湖的環(huán)境逐漸惡化,生態(tài)遭到破壞,沙漠化面積也日益擴大。據統計,青海湖周邊地區現有沙化土地170.7萬(wàn)畝、占區域土地總面積的11.7%。

在植被恢復的過(guò)程中,青海湖地區的典型固沙植物沙蒿、沙棘和烏柳等對土壤養分及土壤有機質(zhì)的提高發(fā)揮了較大的作用,其中自然植被沙蒿對土壤養分的改良效果明顯。

沙蒿 (學(xué)名:Artemisia desertorum)是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物,天然生長(cháng)在沙漠地區,分布甚廣。在我國主要分布在黑龍江、內蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、四川、西藏等地,多生長(cháng)于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、礫質(zhì)坡地、干河谷、河岸邊、林緣及路旁等。


沙蒿枝條匍匐生長(cháng),有利于防風(fēng)阻沙,具有適應性強、耐干早、抗風(fēng)蝕、喜沙埋、生長(cháng)快、固沙作用強等特點(diǎn),為固沙先鋒植物。

沙漠化是青藏高原東北部的主要土地退化問(wèn)題之一。青海湖位于青藏高原東北部,屬于高寒半干旱氣候影響下的生態(tài)脆弱區和全球氣候變化敏感區,青海湖周邊土地沙漠化嚴重。以前針對本區固沙植物的研究主要集中在植物的防風(fēng)固沙機理與生態(tài)功能上,對植物與水分關(guān)系的關(guān)注較少,尤其是本土物種在不同微地貌導致的不同供水條件下。

基于此,青海大學(xué)的研究團隊以青海湖的自然固沙植物沙蒿作為研究對象,評估高寒半干旱沙地鄉土樹(shù)種的水土利用來(lái)源。

本研究聚焦于三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題:

1)本土植物的季節性水源是什么? 

2) 控制不同沙漠地貌部位用水差異的關(guān)鍵是什么? 

3)根系分布及立地條件對植物的用水模式有什么影響?

基于以上科學(xué)問(wèn)題,本研究的假設如下:

1)不同沙丘地貌部位的植物在不同季節使用不同的水源, 

2)植物會(huì )傾向于在水有限的情況下使用深層土壤水或地下水。本研究結果將有助于指導高寒沙地植物種的篩選,以確保生態(tài)適應和結構優(yōu)化。

結論:本研究以高寒沙地天然分布的沙蒿作為研究對象,利用穩定同位素技術(shù)分析其在生長(cháng)季節的水分利用來(lái)源變化情況。結果表明,盡管該物種具有較高的耐寒性和耐旱性,以及能吸收利用不同深度水源的能力。本區沙蒿在生長(cháng)季初期主要依賴(lài)于表層土壤水分,迎風(fēng)坡利用地下水。進(jìn)入生長(cháng)旺盛季,降雨量和土壤含水量都最高,沙蒿利用中層土壤水分。在生長(cháng)期末期,淺層土壤水再次成為植物可利用的最多水源??偟膩?lái)說(shuō),高寒沙地沙蒿使用的淺層土壤水最多,其吸水模式與分布在不同沙丘地貌的根系分布一致。沙丘微地貌不僅通過(guò)風(fēng)力作用和土壤特性影響植被生長(cháng),也影響了植物的用水深度。


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