隧道建设对岩溶槽谷区植物水分利用策略的影响

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaolianzhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
在现有被广泛使用的声波测井方法中,测井探测范围有限,尤其是对于井旁地层的变化复杂的状况难以准确描述(大倾角结构或裂缝),而现有的三维地震勘探和井间地震勘探对于变化较
石墨烯作为具有近乎理想的二维纳米结构新型材料,具有优良的光电性能、极高的电子迁移率、导热率、环境稳定性以及优越的力学特性,在气体传感材料领域有着广泛的应用。氧化锌
词的表示是自然语言处理中的基础任务之一,传统的词表示方法通常使用基于向量空间的独热表示,该方法虽然简单有效但是存在数据稀疏、无法获取词语之间的语义相关性等问题。随着深度神经网络在自然语言处理领域的兴起,词嵌入模型逐渐成为词表示的主流方法。与此同时,中文词嵌入模型的研究也逐渐受到学术界的重视。不同于以英文为代表的表音文字系统,汉字是由象形文字演化而来的,汉字的各种字形结构部件中蕴含着丰富的语义信息。
设μ是Rn上具有紧支撑的Borel概率测度,A(?)Rn是一个可数集,若E∧:={e2πi<λ,x>:λ ∈ ∧}是L2(μ)空间的正交基,则称μ为谱测度,∧为μ的谱,也称(μ,∧)为谱对.近些年,关于分形测度的谱和非谱问题引起了国内外众多学者的广泛关注,取得了不少优秀的成果.在本篇论文中,我们主要研究由四元数字集生成的平面分形测度的谱性问题.本文共分为以下四章:在第一章,我们对分形谱
日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)是中国沿海地区最具有经济价值的虾类之一。低盐和高亚硝酸盐氮是环境胁迫的两个重要因子,与虾类的生长、存活和免疫调节密切相关。研究
太阳能作为一种清洁、环保的可再生资源,在常规能源日益枯竭的今天,越来越引起人们的重视。建筑能耗巨大,建筑光伏一体化系统(BIPV)在现代建筑中的应用,为人类开发可再生能源
广泛分布于岩体工程中的节理对岩体力学性质和力学作用具有控制性,对岩体工程的安全稳定造成了一定影响,而节理的剪切流变性质作为节理力学性质的重要影响因素之一,是岩土工程围岩变形失稳的重要原因。本文以大理岩节理为研究对象,通过直接剪切试验、切向分级加载剪切蠕变试验、法向分级卸载剪切蠕变试验和切向分级加载-蠕变-卸载剪切蠕变试验,分析了大理岩节理在几种不同剪切应力路径下的变形及能量变化特征,并围绕大理岩节
左手材料是一种较为特殊的人工电磁材料,它是由周期性的亚波长量级结构单元组合而成。在某一段频率范围内,左手材料会表现出负的介电常数以及负的磁导率现象。左手材料还具有一些比较奇特的电磁特性,比如负折射率、逆多普勒效应和完美透镜等。目前,基于左手材料结构的各种传感器日益受到人们的关注,这类传感器可具有不分离元件测量、物理体积小、灵敏度高等优点,还可以将其集成到其它微波器件上,有利于实现微波器件的小型化和
历史文化街区以其深厚的历史底蕴和强烈的文化氛围,受到众多旅游者的广泛关注。但因为历史文化街区旅游数据源的获取和技术方法上的不足,导致现有的研究缺乏量化的行为分析支
“绿水青山就是金山银山”的重要论述把可持续发展提升到绿色发展的新高度,作为当今社会发展的重要内容,生态文明建设关系着人民福祉,关乎着民族未来,在全民的高度重视和推动