梯田同位素生態(tài)水文研究

目錄
序
前言
第1章　梯田與水文生態(tài)系統(tǒng)　1
1.1　梯田的形成與發(fā)展　1
1.2　梯田的分布與類型　2
1.2.1　梯田的分布　2
1.2.2　中國梯田的分布　2
1.2.3　中國梯田的類型　3
1.3　梯田的景觀結(jié)構(gòu)與特征　4
1.3.1　梯田的景觀結(jié)構(gòu)　4
1.3.2　梯田斷面要素　6
1.4　梯田的生態(tài)服務(wù)功能　9
1.4.1　水文調(diào)節(jié)　9
1.4.2　保#土壤　10
1.4.3　改良土質(zhì)　11
1.4.4　提高作物產(chǎn)量　12
1.4.5　保護(hù)生物多樣性　12
1.4.6　減緩自然災(zāi)害　12
1.5　梯田水文生態(tài)系統(tǒng)的理論分析　13
1.5.1　水文生態(tài)系統(tǒng)的概念　13
1.5.2　梯田水文系統(tǒng)　13
1.5.3　梯田水文生態(tài)系統(tǒng)　16
第2章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)　20
2.1　哈尼梯田概況　20
2.2　哈尼梯田分布及空間結(jié)構(gòu)特征　21
2.2.1　分布#征　21
2.2.2　空間結(jié)構(gòu)　27
2.3　哈尼梯田分布區(qū)自然地理特征　29
2.3.1　地理位置　29
2.3.2　地形地貌　29
2.3.3　地質(zhì)　29
2.3.4　水系　30
2.3.5　氣候　30
2.3.6　土壤　30
2.3.7　植被　31
2.4　哈尼梯田分布區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征　31
2.4.1　行政區(qū)劃　31
2.4.2　工農(nóng)業(yè)狀況　32
第3章　同位素原理　33
3.1　引言　33
3.2　穩(wěn)定同位素技術(shù)的有關(guān)術(shù)語　33
3.2.1　同位素的定義　33
3.2.2　同位素比率及表示方法　34
3.2.3　穩(wěn)定同位素測試標(biāo)準(zhǔn)物　35
3.2.4　同位素分餾　35
3.2.5　同位素混合模型　36
3.3　氫同位素　36
3.3.1　氫穩(wěn)定同位素的分餾　36
3.3.2　氫穩(wěn)定同位素豐度的自然變異　37
3.4　氧同位素　37
3.4.1　氧穩(wěn)定同位素的分餾　37
3.4.2　氧穩(wěn)定同位素豐度的自然變異　38
3.5　蒸發(fā)-降水過程的同位素分餾　38
3.6　大氣降水線　39
3.7　大氣降水的同位素分餾效應(yīng)　40
第4章　穩(wěn)定同位素取樣與分析　42
4.1　實(shí)驗(yàn)樣地概況及實(shí)驗(yàn)布設(shè)　42
4.2　樣品的采集　45
4.2.1　氫氧穩(wěn)定同位素樣品采集　45
4.2.2　采樣頻率　46
4.3　樣品的處理　46
4.4　同位素樣品的測定　48
4.5　同位素?cái)?shù)據(jù)的處理　48
第5章　穩(wěn)定同位素技術(shù)在森林水文學(xué)研究中的應(yīng)用　50
5.1　森林生態(tài)系統(tǒng)水體中的同位素特征　51
5.1.1　森林生態(tài)系統(tǒng)水汽來源及大氣降水　51
5.1.2　林冠穿透水　52
5.1.3　土壤水和壤中流　52
5.1.4　地表水和地下水　54
5.1.5　植物水　55
5.2　森林生態(tài)系統(tǒng)中水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系　56
5.3　森林水分利用來源和策略　57
5.3.1　同位素研究森林水分來源的方法　57
5.3.2　森林水分利用策略　59
5.4　利用穩(wěn)定同位素技術(shù)區(qū)分森林蒸騰和土壤蒸發(fā)　61
5.4.1　植物水分代謝過程中同位素變化　61
5.4.2　同位素方法計(jì)算蒸散發(fā)組分　62
5.5　利用穩(wěn)定同位素技術(shù)計(jì)算土壤水分平均滯留時(shí)間　65
第6章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)大氣降水同位素特征及水汽來源　68
6.1　引言　68
6.2　降水量、氣溫及降水中δD和δ18O的季節(jié)變化　68
6.2.1　降水量及氣溫的變化特征　68
6.2.2　大氣降水中δD和δ18O間的變化　70
6.3　大氣降水線及過量氘W-excess)　71
6.3.1　大氣降水線　71
6.3.2　d-excess　72
6.4　降水中δD和δ18O與氣象因子的關(guān)系　73
6.4.1　降水中δD和δ18O與溫度的關(guān)系　73
6.4.2　降水中δD和δ18O與降水量的關(guān)系　74
6.5　降水水汽來源分析　75
6.6　小結(jié)　76
第7章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)不同類型地表水同位素特征　78
7.1　引言　78
7.2　地表水氫氧同位素特征　78
7.2.1　地表水δD和δ18O的變化特征　78
7.2.2　地表水δD和δ18O的高度變化特征　80
7.3　森林地表水δD和δ18O變化特征　81
7.4　溪水δD和δ18O變化特征　82
7.5　梯田渠水δD和δ18O變化特征　83
7.6　梯田水δD和δ18O變化特征　84
7.7　不同類型地表水δD和δ18O的差異及其補(bǔ)給來源　85
7.7.1　不同類型地表水δD和δ18O的差異　85
7.7.2　不同類型地表水的補(bǔ)給來源　86
7.8　與類似區(qū)域地表水同位素的比較　88
7.9　小結(jié)　90
第8章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)土壤水同位素特征　91
8.1　土壤水動(dòng)態(tài)變化　91
8.1.1　土壤物理性質(zhì)　91
8.1.2　土壤水分垂直變化規(guī)律　92
8.2　土壤水滯留時(shí)間　93
8.2.1　土壤水與降水同位素的時(shí)間變化　93
8.2.2不同森林植被類型土壤水平均滯留時(shí)間　95
8.3　蒸發(fā)對土壤水穩(wěn)定同位素的影響　99
8.4　下滲過程對土壤水穩(wěn)定同位素的影響　102
第9章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)淺層地下水同位素特征與水分來源　104
9.1　淺層地下水δD和δ18O的組成特征　104
9.2　淺層地下水δD和δ18O的時(shí)間變化　105
9.3　淺層地下水的補(bǔ)給來源　106
9.4　小結(jié)　107
第10章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)植物水分利用來源及策略　108
10.1　土壤水和植物水氫氧穩(wěn)定同位素特征　108
10.1.1　植物根系垂直分布特征　108
10.1.2　氫氧同位素特征　110
10.2　哈尼梯田不同植被類型下植物水分來源分析　113
10.2.1　林地土壤含水量特征　113
10.2.2　喬木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化　114
10.2.3　灌木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化　118
10.3　哈尼梯田不同植被類型對潛在水源的水分利用比例　122
10.3.1　喬木林地植物對各潛在水源的利用比例　122
10.3.2　灌木林地植物對各潛在水源的利用比例　125
10.4　哈尼梯田水源林不同植物水分利用差異　127
10.4.1　不同季節(jié)植物與各潛在水源利用比例對比分析　127
10.4.2　不同植物對各潛在水源利用比例對比分析　130
10.5　哈尼梯田水源林植物水分利用策略　131
第11章　哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)各水體轉(zhuǎn)化同位素聯(lián)系　132
11.1　引言　132
11.2　各水體的δD和δ18O特征　133
11.3　區(qū)域各水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系　134
11.3.1　大氣降水-地表水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系　134
11.3.2　大氣降水-土壤水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系　134
11.3.3　大氣降水-土壤水-植物水轉(zhuǎn)化關(guān)系　135
11.3.4　不同尺度下各水體之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系　137
11.4　區(qū)域各水體之間的轉(zhuǎn)化比例　138
11.5　與其他區(qū)域的對比　140
11.6　小結(jié)　141
參考文獻(xiàn)　142