基于同位素示踪的夏玉米土壤水分动态变化规律.docx

《基于同位素示踪的夏玉米土壤水分动态变化规律.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１４年８月灌溉排水学报第３３卷第／期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ４５文章编号：（）／１６７２－３３１７２０１４０４０５－０２５６－０５＊基于同位素示踪的夏玉米土壤水分动态变化规律孙宁霞１，马英２，胡晓农１，宋献方２，童菊秀１（１．中国地大学（北京）水源与境学院，北京１０００８３；２．中国科学院地理科学与源研究所，北京１００１０１）摘要：基于田定位和室内，利用氧定同位素示踪法，研究了北京大区夏玉米生期土壤水化律，并分析了当地降水和土壤水定同位素化特征。果表明，研究区大气降水斜率明小于全球大气降水，土壤水１８、平均均小于降雨

2、１８、平均。蒸致同位素的富集。玉米生期０～６０ｃｍδＯδＤδＯδＤ土土壤含水率季化明，活，土次活，土土壤含水率于定。６０～１２０ｃｍ１２０～２００ｃｍ０～５０ｃｍ土土壤水１８、由表到深逐减小，且季差异明。土土壤水１８、随深度δＯδＤ５０～２００ｃｍδＯδＤ增加而减小，季差异降低。关键词：土壤水；氧定同位素；水分运移；夏玉米中图分类号：；文献标志码：：／／Ｓ２７３．４Ｓ５１３Ａｄｏｉ１０．１３５２２ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４０５．０５６孙宁霞，马英，胡晓农，等．基于同位素示踪的夏玉米土壤水分动态变化规律［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５

3、）：２５６－２６０．近年来，氢氧稳定同位素技术逐渐运用于土壤水分运移机理研究。如利用氢氧稳定同位素示踪技术，探究土壤水分同位素的分布特征［１］和降雨入渗条件下土壤同位素的变化［２］。利用土壤水同位素信息，研究土壤水分的垂直运移［３］、红壤坡地壤中流的发生机制［４］以及大气降水－土壤水－地下水之间的转化过程［５］。研究发现同位素示踪技术可以很好揭示水循环的规律及其演化过程。为此，以夏玉米为例，在田间定位监测和室内试验分析的基础上，结合氢氧稳定同位素示踪技术，探究北京大兴区夏玉米不同生长期内不同土层土壤水分的动态变化及水分运移，探究降雨及夏玉米不同生育期内不同

4、土层土壤水氢氧稳定同位素的分布特征。１材料与方法试验于２０１３年６—１０月在中国水利水电科学研究院国家节水灌溉工程技术研究中心进行。试验站位于北京市大兴区魏善庄镇（３９°３７．２５′Ｎ，１１６°２５．５１′Ｅ），占地２００ｍ×２００ｍ。站内设有自记式农业气象站、灌水技术试验区、灌溉制度试验区和大棚作物试验区、１眼灌溉井。试验区土壤为砂壤土，土层深厚，有机质较高。研究区属于半干旱大陆性季风气候，冬季寒冷少雨，春季干燥多风，夏季炎热多雨。降雨集中在６—９月，多年平均降雨量为５６８．９ｍｍ，其中汛期降雨又主要集中在７—８月，约占全年雨量的６０％左右。年平均气温为

5、１２．９℃。主要风向为东北风和西北风，年平均风速１．２ｍ／ｓ。主要种植的粮食作物是玉米和小麦。采用精度为２％～３％的ＴＲＩＭＥ－ＩＰＨ土壤水分速测仪（ＩＭＫＯ，Ｇｅｒｍａｎ）监测２００ｃｍ土体土壤含水率，每２０ｃｍ为１层，每５ｄ监测１次，灌水和降雨前后加测。此外，每１５ｄ采集１次土壤样品，用烘干法测定土壤含水率，用以校正ＴＲＩＭＥ－ＩＰＨ土壤水分速侧仪。通过中国科学院地理科学与资源研究所研发的土壤水采集器进行真空抽提土壤水样（１０、２０、３０、５０、７０、９０、１１０、１５０、２００ｃｍ），每１５ｄ采集１次，灌水和大降雨后加采。通过中国科学院地理科学与资源

6、研究所研发的ＤＬＳ－Ⅱ直管式负压计进行监测土壤基质势（１０、３０、＊收稿日期：２０１４－０３－１１基金项目：国家自然科学基金项目（４１１０１０２９）；国家重点基础研究发展规划项目（９７３）（２０１０ＣＢ４２８８０５）作者简介：孙宁霞（１９８６－），女，山东人。硕士研究生，主要从事水文地质和农田水循环方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ＳＮＸ＿ＣＣ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：马英（１９８２－），女，助理研究员。主要从事农业水文方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｙｉｎｇ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ２５６５０、７０、９０、１１０、１５０、２００ｃｍ），每３０ｍｉｎ自动采集１次。通

7、过自制简易雨量计采集降水样，为防止水分蒸发引起同位素分馏，于雨量计漏斗口放置１个乒乓球。采集的所有水样立即密封冷冻保存，以免蒸发导致同位素分馏。试验站内自动气象站采集气象资料，主要包括降水量、气温、地温、湿度、风速、风向和太阳净辐射等。试验区土壤物理性质见表１。表１区土壤物理性土层干密度田间持土壤粒级组成／饱和导水率／％／深度／（·－３）水率／粘粒（）粉粒（）砂粒（）（－５·－１）ｃｍｇｃｍ％１０ｃｍｓ＜０．００２ｍｍ０．００２～０．０２ｍｍ０．０２～２ｍｍ０～２０１．５５０．２７０．６６３１．０１６８．３３１．４４２０～４０１．５２０．２００．２９２１．

8、７３７７．９８２．２８４０～６０１．４３０．２３０．２６２５．２６