刘九缠:隧道建设对岩溶槽谷区植物水分利用策略的影响论文

刘九缠:隧道建设对岩溶槽谷区植物水分利用策略的影响论文

本文主要研究内容

作者刘九缠(2019)在《隧道建设对岩溶槽谷区植物水分利用策略的影响》一文中研究指出:随着社会经济的发展,越来越多的隧道被开挖出来,并由此引发了隧道涌水、漏水等一系列问题。在岩溶地区由于土层浅薄、地下岩溶裂隙管道等发育,因此地下水循环系统更加复杂和脆弱。隧道开挖所引起的隧道涌水和漏水,可能对脆弱的岩溶地下水循环系统造成严重影响;进而造成上部地表水干涸,从而影响上覆植被的生长和发育。中梁山位于重庆市主城西部,属典型的岩溶槽谷地貌;自1999年以来,中梁山陆续修建了多条隧道,其中在中梁山北部的龙凤槽谷(隧道影响区),密集修建了3条隧道;而在中梁山南部的龙车槽谷(无隧道影响区),并没有修建隧道。隧道开挖导致的隧道涌水和漏水使得龙凤槽谷内部泉水干涸,水田转为旱地,当地居民生活用水需要从山下抽水,严重影响了当地的生产生活。在中梁山岩溶槽谷区,由于地下水开采和隧道开挖引起的地表水干涸,可能对植物生长造成严重影响。而植物水分利用策略(植物水分来源和植物水分利用效率)是一个地区植物适应环境的重要体现。因此系统研究岩溶槽谷地区植物水分利用策略对岩溶槽谷地区生态环境保护和石漠化治理具有重要的理论和现实意义。本研究以重庆市中梁山岩溶槽谷区四种典型植物白蜡树、橘子树、金佛山荚蒾和多叶勾儿茶为研究对象,分析了隧道影响区和无隧道影响区植物水分利用策略,探究隧道建设对植物水分利用策略的影响。主要研究成果如下:(1)隧道影响区和无隧道影响区不同深度土壤含水率随降水的变化而呈现出明显的季节变化,且土壤含水率的变化趋势与降水量大体保持一致;虽然土壤含水率在隧道影响区和无隧道影响区表现出相似的变化特征,但在同一深度,隧道影响区土壤含水率明显低于无隧道影响区(同一时间,隧道影响区土壤含水率较无隧道影响区土壤含水率低4%);且在同一深度隧道影响区土壤含水率与无隧道影响区土壤含水率呈现显著差异(P<0.01)。土壤含水率在隧道影响区和无隧道影响区表现出的这种差异表明,隧道开挖可以使地下水位降低,然后使得隧道上部土壤变干。(2)各植物木质部水的δ2H和δ18O值差异并不显著,表明各植物具有类似的水分来源。然而,一年中各植物木质部水的δ2H和δ18O值存在显著的季节差异(P<0.01),表明植物水分来源具有明显的季节变化。在同一时间,隧道影响区植物木质部水的δ2H、δ18O值较无隧道影响区相同植物木质部水的δ2H、δ18O值更加偏正,植物木质部水的δ2H、δ18O值在隧道影响区和无隧道影响区的这种差异表明隧道开挖可能改变了隧道影响区植物水分来源。利用IsoSource模型计算了各植物水分来源,结果表明在不同季节植物水分来源存在差异(植物利用的地下水比例由冬春季节的46%-69%,降至夏秋季节的20%-44%)且隧道开挖不仅降低了土壤含水率,而且改变了岩溶地区植物吸收各水分来源的比例:即隧道建设使得隧道影响区植物利用的地下水比例较无隧道影响区更高(冬春季节隧道影响区较无隧道影响区植物利用的地下水占比高9%,夏秋季节隧道影响区较无隧道影响区植物利用的地下水占比高5%);计算结果也表明同一季节乔木较灌木而言利用的地下水占比更高(同一季节乔木较灌木而言利用的地下水占比高5%)。(3)植物叶片δ13C值整体表现出冬春季偏正,夏季最偏负,秋季和冬季植物叶片δ13C值较偏正的特征,这表明植物在春季具有最高的水分利用效率,而在夏季植物水分利用效率较低。同一植物,在同一季节,隧道影响区植物叶片δ13C值均高于无隧道影响区植物叶片δ13C值,这种差异表明隧道影响区植物较无隧道影响区植物而言具有更高的水分利用效率。在同一季节不同生活型植物δ13C值表现出乔木高于灌木;这表明乔木较灌木而言具有更高的水分利用效率。通过对植物水分利用效率(WUE)的计算,证实了上述观点:即同一植物在隧道影响区水分利用效率均高于无隧道影响区植物水分利用效率(同期隧道影响区植物水分利用效率较无隧道影响区植物水分利用效率高0.07mmol/mol;隧道影响区植物水分利用效率由夏季的0.45mmol/mol升高到春季的1.98 mmol/mol,而无隧道影响区植物水分利用效率由夏季的0.41mmol/mol升高到春季的1.89 mmol/mol);在同一季节,乔木较灌木而言具有更高的水分利用效率(乔木水分利用效率较灌木水分利用效率高0.02mmol/mol),说明乔木较灌木而言采用了更加保守的水分利用策略。(4)土壤含水率和植物水分利用效率的相关分析表明,土壤含水率和植物水分利用效率呈负相关关系,而隧道影响区植物水分利用效率与土壤含水率的相关性(R2=0.73,P<0.01)较无隧道区植物水分利用效率与土壤含水率的相关性强(R2=0.64,P<0.01)。表明植物在隧道影响区对于土壤水分的变化更为敏感。对乔木和灌木水分利用效率和土壤含水率的相关分析表明,乔木和灌木的水分利用效率均与土壤含水率呈显著负相关关系,而其中灌木水分利用效率与土壤含水率的相关性更强(乔木R2=0.64,P<0.01;灌木R2=0.80,P<0.01),这可能是由于灌木较乔木而言属于浅根系植物,因此灌木对土壤水分的变化更加敏感。

Abstract

sui zhao she hui jing ji de fa zhan ,yue lai yue duo de sui dao bei kai wa chu lai ,bing you ci yin fa le sui dao chong shui 、lou shui deng yi ji lie wen ti 。zai yan rong de ou you yu tu ceng jian bao 、de xia yan rong lie xi guan dao deng fa yo ,yin ci de xia shui xun huan ji tong geng jia fu za he cui ruo 。sui dao kai wa suo yin qi de sui dao chong shui he lou shui ,ke neng dui cui ruo de yan rong de xia shui xun huan ji tong zao cheng yan chong ying xiang ;jin er zao cheng shang bu de biao shui gan he ,cong er ying xiang shang fu zhi bei de sheng chang he fa yo 。zhong liang shan wei yu chong qing shi zhu cheng xi bu ,shu dian xing de yan rong cao gu de mao ;zi 1999nian yi lai ,zhong liang shan liu xu xiu jian le duo tiao sui dao ,ji zhong zai zhong liang shan bei bu de long feng cao gu (sui dao ying xiang ou ),mi ji xiu jian le 3tiao sui dao ;er zai zhong liang shan na bu de long che cao gu (mo sui dao ying xiang ou ),bing mei you xiu jian sui dao 。sui dao kai wa dao zhi de sui dao chong shui he lou shui shi de long feng cao gu nei bu quan shui gan he ,shui tian zhuai wei han de ,dang de ju min sheng huo yong shui xu yao cong shan xia chou shui ,yan chong ying xiang le dang de de sheng chan sheng huo 。zai zhong liang shan yan rong cao gu ou ,you yu de xia shui kai cai he sui dao kai wa yin qi de de biao shui gan he ,ke neng dui zhi wu sheng chang zao cheng yan chong ying xiang 。er zhi wu shui fen li yong ce lve (zhi wu shui fen lai yuan he zhi wu shui fen li yong xiao lv )shi yi ge de ou zhi wu kuo ying huan jing de chong yao ti xian 。yin ci ji tong yan jiu yan rong cao gu de ou zhi wu shui fen li yong ce lve dui yan rong cao gu de ou sheng tai huan jing bao hu he dan mo hua zhi li ju you chong yao de li lun he xian shi yi yi 。ben yan jiu yi chong qing shi zhong liang shan yan rong cao gu ou si chong dian xing zhi wu bai la shu 、ju zi shu 、jin fo shan jia mi he duo xie gou er cha wei yan jiu dui xiang ,fen xi le sui dao ying xiang ou he mo sui dao ying xiang ou zhi wu shui fen li yong ce lve ,tan jiu sui dao jian she dui zhi wu shui fen li yong ce lve de ying xiang 。zhu yao yan jiu cheng guo ru xia :(1)sui dao ying xiang ou he mo sui dao ying xiang ou bu tong shen du tu rang han shui lv sui jiang shui de bian hua er cheng xian chu ming xian de ji jie bian hua ,ju tu rang han shui lv de bian hua qu shi yu jiang shui liang da ti bao chi yi zhi ;sui ran tu rang han shui lv zai sui dao ying xiang ou he mo sui dao ying xiang ou biao xian chu xiang shi de bian hua te zheng ,dan zai tong yi shen du ,sui dao ying xiang ou tu rang han shui lv ming xian di yu mo sui dao ying xiang ou (tong yi shi jian ,sui dao ying xiang ou tu rang han shui lv jiao mo sui dao ying xiang ou tu rang han shui lv di 4%);ju zai tong yi shen du sui dao ying xiang ou tu rang han shui lv yu mo sui dao ying xiang ou tu rang han shui lv cheng xian xian zhe cha yi (P<0.01)。tu rang han shui lv zai sui dao ying xiang ou he mo sui dao ying xiang ou biao xian chu de zhe chong cha yi biao ming ,sui dao kai wa ke yi shi de xia shui wei jiang di ,ran hou shi de sui dao shang bu tu rang bian gan 。(2)ge zhi wu mu zhi bu shui de δ2Hhe δ18Ozhi cha yi bing bu xian zhe ,biao ming ge zhi wu ju you lei shi de shui fen lai yuan 。ran er ,yi nian zhong ge zhi wu mu zhi bu shui de δ2Hhe δ18Ozhi cun zai xian zhe de ji jie cha yi (P<0.01),biao ming zhi wu shui fen lai yuan ju you ming xian de ji jie bian hua 。zai tong yi shi jian ,sui dao ying xiang ou zhi wu mu zhi bu shui de δ2H、δ18Ozhi jiao mo sui dao ying xiang ou xiang tong zhi wu mu zhi bu shui de δ2H、δ18Ozhi geng jia pian zheng ,zhi wu mu zhi bu shui de δ2H、δ18Ozhi zai sui dao ying xiang ou he mo sui dao ying xiang ou de zhe chong cha yi biao ming sui dao kai wa ke neng gai bian le sui dao ying xiang ou zhi wu shui fen lai yuan 。li yong IsoSourcemo xing ji suan le ge zhi wu shui fen lai yuan ,jie guo biao ming zai bu tong ji jie zhi wu shui fen lai yuan cun zai cha yi (zhi wu li yong de de xia shui bi li you dong chun ji jie de 46%-69%,jiang zhi xia qiu ji jie de 20%-44%)ju sui dao kai wa bu jin jiang di le tu rang han shui lv ,er ju gai bian le yan rong de ou zhi wu xi shou ge shui fen lai yuan de bi li :ji sui dao jian she shi de sui dao ying xiang ou zhi wu li yong de de xia shui bi li jiao mo sui dao ying xiang ou geng gao (dong chun ji jie sui dao ying xiang ou jiao mo sui dao ying xiang ou zhi wu li yong de de xia shui zhan bi gao 9%,xia qiu ji jie sui dao ying xiang ou jiao mo sui dao ying xiang ou zhi wu li yong de de xia shui zhan bi gao 5%);ji suan jie guo ye biao ming tong yi ji jie qiao mu jiao guan mu er yan li yong de de xia shui zhan bi geng gao (tong yi ji jie qiao mu jiao guan mu er yan li yong de de xia shui zhan bi gao 5%)。(3)zhi wu xie pian δ13Czhi zheng ti biao xian chu dong chun ji pian zheng ,xia ji zui pian fu ,qiu ji he dong ji zhi wu xie pian δ13Czhi jiao pian zheng de te zheng ,zhe biao ming zhi wu zai chun ji ju you zui gao de shui fen li yong xiao lv ,er zai xia ji zhi wu 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ming ,qiao mu he guan mu de shui fen li yong xiao lv jun yu tu rang han shui lv cheng xian zhe fu xiang guan guan ji ,er ji zhong guan mu shui fen li yong xiao lv yu tu rang han shui lv de xiang guan xing geng jiang (qiao mu R2=0.64,P<0.01;guan mu R2=0.80,P<0.01),zhe ke neng shi you yu guan mu jiao qiao mu er yan shu yu jian gen ji zhi wu ,yin ci guan mu dui tu rang shui fen de bian hua geng jia min gan 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西南大学的刘九缠,发表于刊物西南大学2019-09-24论文,是一篇关于岩溶槽谷区论文,植物水分来源论文,植物水分利用效率论文,隧道建设论文,土壤含水率论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西南大学2019-09-24论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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