普者黑峰林湖盆区稳定同位素水文过程研究
Stable Isotope Hydrology Process Research in Puzhehei Peak Forest-lake Basin
由于受人类的干扰和自然环境的双重作用,普者黑峰林湖盆区的植被遭到不同程度的破坏,经人为保护和自然恢复,出现不同演替阶段的植被.本论文通过稳定同位素与水化学示踪的综合研究方法,依据水源地垂直结构层和水平结构的水分行为及降水分配同步观测,揭示植被水源涵养功能及对产流的影响;依据含水层稳定同位素和水化学丰度变化信息,揭示水源地的水分来源、存储和转化过程,以及为适配的植被景观格局提供科学依据.通过对普者黑峰林湖盆区不同水源的稳定同位素特征进行分析,得出以下认识:(1)大气降水氢氧同位素特征普者黑峰林湖盆区降水中δD、δ18O存在明显的季节变化,雨季δ值偏负,旱季偏正.普者黑峰林湖盆区"降雨量效应"和"温度效应"都表现得很弱.(2)不同林分土壤水的氢氧同位素特征四种不同林分类型下浅层土壤水的δ18O值随着土层深度的增加越来越小.次生林和云南松林两种林分,整体上深层土壤水中的δ18O值要偏低于表层土壤水δ18O值,而对于灌丛和裸地,其变化趋势则恰恰相反,这说明不同的土地利用方式下降水入渗的机制不同.(3)地表水氢氧同位素特征普者黑峰林湖盆区地表水具有时空变化特征.从时间上来看,δ18O、δD的同位素值整体偏负,旱季δ18O、δD的同位素值偏正.从空间上来看,河流下游δ18O、δD的同位素值高于上游地区,且在大气降水平均值-6.57‰上下波动.(4)植物木质部水氢氧同位素特征组成植物木质部水中δD和δ18O值有较大的差异,δ18O值的大小为:灌丛<人工林<次生林.旱季植物木质部水的氧同位素值的大小为:次生林>灌丛>人工林,普遍是雨季低于旱季,雨季由于降水量差异不大,各演替阶段植物的同位素值相近.(5)植物水分来源次生林:雨季,清香木水分来源主要是表层土壤水,栎木主要来源于大气降水、地表水.幼年清香木水分利用主要是表层土壤水,成年清香木主要利用地下水;栎木无论是在幼龄还是成年时期,所利用的水分主要来源于大气降水和地表水.旱季,次生林中大部分植被水分利用主要来源于中层、深层土壤水,同时增加了对表层岩溶水和浅层土壤水的利用.幼年清香木水分利用中层和深层土壤水;成年清香木主要利用地下水;栎木无论是在幼年还是成年时期,其水分来源都是深层土壤水及部分地下水.灌丛:雨季,清香木倾向于对表层土壤水和地表水的利用,香樟主要利用大气降水和表层土壤水,羊蹄甲和老虎刺主要利用中、深层土壤水和地下水.旱季,灌丛中的植物主要利用深层土壤水和地下水.人工林:雨季,云南松人工林受大气降水影响较大,主要利用浅层土壤水和表层岩溶水.旱季,成年云南松主要利用地下水和表层岩溶泉,而幼年云南松主要利用浅表层土壤水和表层岩溶水.(6)普者黑峰林湖盆水源地水源枯竭机制从不同恢复植被模式下不同水源对植物的贡献率来看,植被恢复进程与水源地含水结构层调蓄降水功能的增强具有协同作用.可以考虑在水源地的上游地区恢复次生林,在中下游地区恢复石灰岩灌丛和云南松来增强水源地的含水层的调蓄功能.
- 作者：
- 朱磊
- 学位授予单位：
- 云南师范大学
- 专业名称：
- 自然地理学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 范弢
- 中图分类号：
- S715；P349
- 关键词：
- 氢氧同位素；不同水源；水文过程；普者黑峰林湖盆区
- Hydrogen and oxygen isotope; Different water source; Hydrological processes; Puzhehei peak forest-lake basin;