全 文 ：　 Ｇｕｉｈａｉａ　 Ｊｕｎ. ２０１６ꎬ ３６(６):７１３－７１９
ｈｔｔｐ: / / ｊｏｕｒｎａｌ.ｇｘｚｗ.ｇｘｉｂ.ｃｎ
ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍ
ＤＯＩ: １０.１１９３１ / ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０１５０４０３４
王卓娟ꎬ宋维峰ꎬ吴锦奎ꎬ等. 元阳梯田水源区旱冬瓜水分来源[Ｊ]. 广西植物ꎬ ２０１６ꎬ ３６(６):７１３－７１９
ＷＡＮＧ ＺＪꎬＳＯＮＧ ＷＦꎬＷＵ ＪＫꎬｅｔ ａｌ. Ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ａｒｅａ ｏｆ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅ[Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ２０１６ꎬ ３６(６):
７１３－７１９
元阳梯田水源区旱冬瓜水分来源
王卓娟１ꎬ 宋维峰１∗ꎬ 吴锦奎２ꎬ 张小娟１
( １. 西南林业大学 环境科学与工程学院ꎬ 昆明 ６５０２２４ꎻ ２. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所ꎬ 兰州 ７３００００ )
摘　 要:旱冬瓜(Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ)是元阳梯田水源区的优势树种之一ꎬ其作为一种速生树种被发展为当地居民
重要的薪炭林和经济林ꎬ树种的生长发育和地理分布受到水分制约ꎬ其吸收水分和水分利用的变化将会直接
影响森林生态系统的水循环ꎮ 该研究于 ２０１４年 ５－１１月间进行ꎬ研究时段内累计降雨 １ ２６２ ｍｍꎬ地下水 δＤ值
在－７１‰~－５３‰范围ꎬδ１８Ｏ 在－１０.６‰~ －７.０‰范围ꎬ受环境因子的影响很小ꎬ基本上保持常年稳定ꎮ 土壤水
是可供树种直接吸收利用的水源ꎬ基于氢氧稳定同位素技术ꎬ对比元阳梯田水源区旱冬瓜树种茎干水 δＤ和其
林地不同深度土壤水 δＤ的同位素组成情况ꎬ结合不同深度土壤含水量ꎬ定性分析判断旱冬瓜对土壤水的利
用ꎬ结果表明旱冬瓜旱季利用的土壤水主要分布在 ４０ ｃｍ 土层附近ꎬ而雨季利用的土壤水范围较广ꎬ分布在
０~６０ ｃｍ的土层ꎮ 利用多元线性混合模型 ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ 软件定量分析旱冬瓜对土壤水和地下水的利用ꎬ结果表
明:旱冬瓜水分来源分布较广ꎬ各土层土壤水和地下水均有贡献ꎬ雨季旱冬瓜主要利用 ０~ ６０ ｃｍ 深土壤水ꎬ其
中雨后旱冬瓜绝大部分水分来源于 ０~１０ ｃｍ的土壤水分ꎬ利用比例为 ６６％ ~ ７３％ꎻ其它时间主要利用 ４０~ ６０
ｃｍ的土壤水ꎬ贡献率高达 ７３％ꎻ旱季旱冬瓜的绝大部分水分来源于地下水ꎬ对地下水的利用比例为 １８％ ~
６８％ꎬ同时ꎬ４０~６０ ｃｍ的土壤水也是其重要的水源ꎮ 从不同时间尺度考察旱冬瓜对土壤水和浅层地下水的需
求ꎬ更加准确地认识元阳梯田水源区不同森林类型优势树种的水分来源ꎬ为梯田森林生态系统经营与维护以
及梯田的可持续发展提供了理论依据ꎮ
关键词: 元阳梯田ꎬ 旱冬瓜ꎬ 稳定氢氧同位素ꎬ 土壤水ꎬ 水分来源
中图分类号: Ｑ９４５　 　 文献标识码: Ａ　 　 文章编号: １０００￣３１４２(２０１６)０６￣０７１３￣０７
Ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｉｎ
ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ａｒｅａ ｏｆ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅ
ＷＡＮＧ Ｚｈｕｏ￣Ｊｕａｎ１ꎬ ＳＯＮＧ Ｗｅｉ￣Ｆｅｎｇ１∗ꎬ ＷＵ Ｊｉｎ￣Ｋｕｉ２ꎬＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ￣Ｊｕａｎ１
( １. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２２４ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｄ ａｎｄ Ａｒｉｄ
Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ａｒｅａ ｏｆ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅ. Ａｓ ａ ｆａｓｔ￣ｇｒｏｗ￣
ｉｎｇ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｉｒｅｗｏｏｄ ｆｏｒｅｓｔｓ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｆｏｒｅｓｔｓ ｔｏ ｌｏｃａｌ ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ. Ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｓ ｉｔｓ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ. Ｉｎ ＳＰＡＣ ｓｙｓｔｅｍꎬ ｆｏｒｅｓｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｏｄｙ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｄｏｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｉｔｓ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｌｌ ｄｉ￣
ｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ. Ｗｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｆｒｏｍ Ｍａｙ ｔｏ Ｎｏｖｅｒｎｂｅｒ ｏｆ ２０１４ꎬ ｗｉｔｈ ａｃｃｕｍｕｌａ￣
ｔｉｖｅ ｒａｉｎｆａｌｌ １ ２６２ ｍｍ. Ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｏｆ δ Ｄ ｖａｌｕｅｓ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ －７１‰ ｔｏ －５３‰ꎬδ１８Ｏ ｖａｌｕｅｓ ｒａｎｇｅｄ
收稿日期: ２０１４￣０４￣２４　 　 修回日期: ２０１５￣０８￣１０
基金项目: 国家自然科学基金(４１３７１０６６)[Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ(４１３７１０６６)]ꎮ
作者简介: 王卓娟(１９８８￣)ꎬ女ꎬ甘肃会宁人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事森林水文方面的研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｗｚｈｕｏｊｕａｎ０２２８＠ １６３.ｃｏｍꎮ
∗通讯作者: 宋维峰ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事生态环境工程和森林水文学教学和研究工作ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｓｏｎｇｗｆ８５＠ １２６.ｃｏｍꎮ
ｆｒｏｍ －１０.６‰ ｔｏ －７.０‰ꎬ ｌｅｓｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓꎬ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｒｅｍａｉｎｅｄ ｓｔａｂｌｅꎻ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ Ａ. ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ
ｒｏｏｔｓ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｗａｔｅｒ ｆｒｏｍ ａｌｌ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｘｙｌｅｍ ｗａｔｅｒ ｄｉｄ ｎｏｔ ｏｃｃｕｒ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒ￣
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ. Ｗｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ａ. ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｍｅ ｆｒｏｍ ４０
ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ０－６０ ｃｍ ｉｎ ｒａｉｎｙ ｓｅａｓｏｎ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ Ａ. ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｂｙ ｃｏｍ￣
ｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ δ Ｄ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘｙｌｅｍ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒꎬ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｓｔａｂｌｅ ｉｓｏｔｏｐｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅ￣
ｓｕｌｔｓ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｆｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｔｓ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅ ｌｉｎｅａｒ ｍｉｘｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｉｓｏｓｏｕｒｃｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ａ. ｎｅ￣
ｐａｌｅｎｓｉｓ ｈａｄ ａ ｗｉｄｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅꎬ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｈａｄ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎꎬ ０－６０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｗａ￣
ｔｅｒ ｗａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｉｎｙ ｓｅａｓｏｎꎬ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｒａｉｎｉｎｇ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ０－１０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓ￣
ｔｕｒｅꎬ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｗａｓ ６６％－７３％ꎻＯｔｈｅｒ ｍａｉｎ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ４０－６０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒꎬ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ
７３％ꎻＩｎ ｔｈｅ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎꎬ Ａ. ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｕｔｉｌｉｚｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒꎬ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｗａｓ １８％－６８％. Ｗａｔｅｒ
ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ. Ｉｎ ＳＰＡＣ ｓｙｓｔｅｍꎬ ｆｏｒｅｓｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｏｄｙ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ
ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｄｏｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｉｔｓ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｃｈａｎｇｅ ｗｏｕｌｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ. Ｔｈｉｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ａ. ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ
ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ ｓｃａｌｅｓꎬ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｃ ｍｏｄｅｌ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｍｉｎａｎｔ
ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅꎬ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓꎬ ａｎｄ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｈｅ ｔｅｒｒａｃｅ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｔｅｒｒａｃｅ
ｉｎ Ｙｕａｎｙａｎｇ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅꎬ Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓꎬ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｅꎬ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒꎬ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ
　 　 植被的生长发育和地理分布受水分的制约ꎬ在
ＳＰＡＣ系统中ꎬ森林主导着水资源的重新分配ꎬ植被作
为森林生态系统的主体ꎬ其吸收水分和水分利用的变
化ꎬ将会直接影响森林生态系统的水循环ꎮ 植物稳定
同位素能够反映植物所生长的环境因子ꎬ如温度、湿
度、降水量、大气成分、水源同位素组成等(吴绍洪等ꎬ
２００６)ꎮ 不同来源的水分有着不同的氢氧同位素组成
(钱云平等ꎬ２００８)ꎬ陆地植物在根系吸收水分以及随
后水分在木质部的运输过程ꎬ氢和氧同位素的分馏不
会发生(Ｗｅｒｓｈａｗ ｅｔ ａｌꎬ１９６６ꎻＷｈｉｔｅ ｅｔ ａｌꎬ１９８５ꎻＤａｗｓｏｎ
＆ Ｅｈｌｅｒｉｎｇｅｒꎬ１９９１)ꎬ植物的根和茎内的水中 δＤ和 δ１８
Ｏ值与土壤中可供植物吸收的水的 δＤ 和 δ１８Ｏ 值接
近ꎮ 因此ꎬ可以通过比较不同层次土壤中的水源和植
物茎(木质部)水分的 δＤ和 δ１８Ｏ的值ꎬ分析水源与植
物水中的同位素组成的关系ꎬ从而确定植物吸收利用
哪一层的土壤水分ꎬ以及判断植物对不同水分来源的
相对利用ꎬ例如对土壤水、雨水、地下水的不同利用方
式(Ｄａｗｓｏｎ ｅｔ ａｌꎬ１９９１ꎻＺｉｍｍｅｒｍａｎｎ ｅｔ ａｌꎬ１９６６ꎻＷａｌｋｅｒ
ｅｔ ａｌꎬ１９８８)ꎮ Ｊａｃｋｓｏｎ ｅｔ ａｌ(１９９５)研究发现落叶树种
比常绿树种中的 δＤ含量高ꎬ认为常绿树种可以利用
更深层次的土壤水源ꎻ赵良菊等(２００８)通过分析黑河
下游极端干旱区荒漠河岸林植物木质部水及其不同
潜在水源稳定氧同位素组成ꎬ应用“同位素质量守恒
多元”分析方法初步研究了不同潜在水源对河岸林植
物的贡献ꎬ结果表明在黑河下游荒漠河岸林生态系
统ꎬ乔木和灌木较多的利用地下水ꎬ而草本植物以地
表水为主ꎮ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ(２０１０)研究了西双版纳季节性雨
林冠层树种在两个连续干季的水分利用状况ꎬ发现常
绿种白颜树(Ｇｉｒｏｎｎｉｅｒａ ｓｕｂａｅｑｕａｌｉｓ)优先利用 ５０ ｃｍ
以上的土壤水ꎬ落 叶 种 绒 毛 番 龙 眼 ( Ｐｏｍｅｔｉａ
ｔｏｍｅｎｔｏｓａ)吸收 ６０ ｃｍ 以下土壤水及浅层地下水ꎬ其
幼苗可以利用雾水ꎮ 邓文平等(２０１３)利用直接相关
法、二源或三源线型混合模型以及多元线性混合模型
分别对华北土石山区栓皮栎旱季水分来源进行分析
研究ꎬ发现栓皮栎春季主要利用表层土壤水分ꎬ秋季
利用水分主要集中在>４０ ｃｍ的深层土壤ꎮ
旱冬瓜(Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ)生活习性偏向于阴性
(陈伟等ꎬ２０１２)ꎬ对土壤要求不高ꎬ常以小片纯林或
针阔混交林出现ꎬ被视为云南省的重要资源之一ꎮ
哈尼梯田地处云南省红河州哀牢山南段海拔 ７００ ~
１ ８００ ｍ的山岭间ꎬ至今已有 １３００多年的历史ꎬ拥有
世界级的自然景观和文化景观ꎬ是中国乃至世界古
梯田的典型代表之一ꎮ 作为哈尼梯田核心分布区的
元阳梯田ꎬ其分布在坡度 １５° ~７５°的坡面上ꎬ上方是
具有重要水文功能的森林植被ꎮ 旱冬瓜是一种速生
的次生植被ꎬ因元阳地区的气候条件适宜旱冬瓜的
生长ꎬ是当地的优势树种之一ꎬ也是当地居民重要的
薪炭林和经济林ꎮ 本文利用树种根系在吸收水分以
及水分在木质部运输过程中不发生同位素分馏现象
的特征ꎬ通过氢氧稳定同位素技术定量分析元阳梯
４１７ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
田水源区旱冬瓜对土壤水和浅层地下水的利用ꎬ定
量区分不同土层对旱冬瓜生长所需水分的相对贡
献ꎬ旨在构建元阳梯田水源区优势树种对土壤水分
利用的基本模式ꎬ为当地梯田的可持续发展、水分利
用和水循环提供理论依据ꎮ
１　 研究区概况
１.１ 自然概况
元阳县位于云南省红河哈尼族彝族自治州西南
部ꎬ地理位置为 １０２°２７′~ １０３°１３′Ｅꎬ ２２°４９′~ ２３°１９′
Ｎꎻ元阳梯田在元阳县境内面积约有 １.３２×１０４ ｈｍ２ꎬ
分布于海拔 ７００ ~ １ ８００ ｍ 之间ꎬ是哈尼族人民在长
期的生产实践中创造的世界水土保持系统工程的奇
迹ꎮ 元阳梯田以“森林、村庄、梯田、河谷”为要素构
成其独特的垂直梯田景观ꎮ
研究地点设在梯田核心区上方水源林区全福庄
小寨小流域ꎮ 研究区属中低山丘陵地貌ꎬ海拔
１ ５８４~２ ０３０ ｍꎬ常年被浓雾笼罩ꎮ 气候属亚热带山
地季风气候ꎬ年平均气温为 ２０. ５ ℃ꎬ年最高气温
３７.５ ℃ꎬ年最低气温 ０. ６ ℃ꎻ年降水量为 １ ５００ ~
２ ０００ ｍｍꎻ年蒸发量为 １ １８４.１ ｍｍꎻ年均日照时数
１ ８２０.８ ｈꎮ 土壤多为黄棕壤、黄壤ꎬ土壤剖面完整ꎬ
土层厚度约 １ ｍꎮ 该区森林茂密ꎬ植被种类繁多(段
兴凤等ꎬ２０１１)ꎮ
１.２ 群落特点
旱冬瓜样地设置在 １０２°４６′１６″ Ｅ、２３°５′５１″ Ｎꎬ
海拔 １ ９２２ ｍ处ꎬ林地土壤为黄壤ꎬ林冠较整齐ꎬ分
布在阴坡及半阴坡的水湿条件较好处ꎬ呈小块状分
布ꎬ森林群落的物种多样性各植被层表现不一致
(和弦等ꎬ２０１２)ꎮ 乔木层高 １４ ~ １７ ｍꎬ冠层盖度
６０％ꎬ胸径 ２２~３６ ｃｍꎬ群落结构简单ꎬ乔木主要为旱
冬瓜ꎬ混有滇常山(Ｃｌｅｒｏｄｅｎｄｒｕｍ ｙｕｎｎａｎｅｎｓｅ)、尖子
木(Ｏｘｙｓｐｏｒａ ｐａｎｉｃｕｌａｔａ)、黑檀(Ｄａｌｂｅｒｇｉａ ｍｅｌａｎａｏｘｙ￣
ｌｏｎ)等ꎬ灌木主要为旱冬瓜幼树ꎬ草本层稀疏ꎬ主要
有 鳞 毛 蕨 ( Ｄｒｙｏｐｔｅｒｉｓ ｆｉｌｉｘ￣ｍａｓ )、 紫 茎 泽 兰
( Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ )、 荩 草 ( Ａｒｔｈｒａｘｏｎ
ｈｉｓｐｉｄｕｓ)等ꎮ
２　 材料与方法
２.１ 样品采集与分析
在全福庄小流域设置固定采样观测样地ꎬ标记
固定取样植株ꎬ于 ２０１４ 年 ５ 月 １６ 日、７ 月 １２ 日、８
月 １１日、１１月 １４ 日采集树种已栓化、成熟的枝条
(直径约 ３ ｃｍ)ꎬ去除枝条外皮ꎬ迅速将样品放入 ５０
ｍＬ的塑料离心管中ꎬ用 Ｐａｒａｆｉｌｍ 膜密封ꎻ在靠近树
种的位置ꎬ利用土钻按 ０ ~ １０、１０ ~ ２０、２０ ~ ４０、４０ ~
６０、６０~８０、８０ ~ １００ ｃｍ 的层次取土ꎬ将样品放入 ５０
ｍＬ的塑料离心管中ꎬ用 Ｐａｒａｆｉｌｍ 膜密封ꎻ地下水的
采集点为山上泉水出露处ꎬ样品采集时间为每次主
体实验的开始前后分别采集一次ꎮ 采集后迅速将样
品放入 ５０ ｍＬ的塑料离心管中ꎬ用 Ｐａｒａｆｉｌｍ膜密封ꎮ
各样品带回实验室后迅速冷冻到－２０ ℃ꎬ直至同位
素测定ꎮ 在采样过程中为尽可能避免发生同位素分
馏现象ꎬ样品采集在早上太阳升起前完成ꎮ 土壤水
分使用土壤水分测量仪(ＭＬ２Ｘ型)分别测量不同深
度(１０、２０、３０、４０、６０、１００ ｃｍ)土壤容积含水量ꎮ
采用真空抽提装置来抽取植物和土壤中的水
分ꎬ所有水样 δＤ和 δ１８Ｏ 测定在中国科学院寒区旱
区环境与工程研究所同位素实验室使用液态同位素
激光分析仪 ＤＬＴ１００(ＬＧＲ 公司ꎬ美国)完成ꎮ 同位
素分析结果用分析水样与 Ｖ￣ＳＭＯＷ 的千分差来表
示ꎬδＤ的精度为±１‰ꎬδ１８Ｏ的精度为±０.２‰ꎮ
２.２ 数据处理
利用二元 /三元线性模型可以计算不同水分来
源对植物水分的相对贡献量ꎮ 如当植物有三种水分
来源时:
δＤ ＝ ｘ１δＤ１ ＋ ｘ２δＤ２ ＋ ｘ３δＤ３
δ１８Ｏ ＝ ｘ１δ１８Ｏ１ ＋ ｘ２δ１８Ｏ２ ＋ ｘ３δ１８Ｏ３
ｘ１ ＋ ｘ２ ＋ ｘ３ ＝ １
式中ꎬ δＤ１、 δＤ２、 δＤ３和 δ１８Ｏ１、 δ１８Ｏ２、 δ１８Ｏ３为不
同来源水分中的相应的氢氧稳定同位素值ꎬ ｘ１、 ｘ２、
ｘ３ 为不同水分来源对植物水分的相对贡献量(％)ꎮ
当植物所利用的水分来源超过 ３ 个时ꎬ采用多
元线性混合模型定量分析不同潜在水源如不同土层
的土壤水和地下水对植物的贡献比例ꎬ通过专门的
配套集成软件 ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ (免费获取地址 ｈｔｔｐ: / /
ｗｗｗ. ｅｐａ. ｇｏｖ / ｗｅｄ / ｐａｇｅｓ / ｍｏｄｅｌｓ / ｓｔａｂｌｅＩｓｏｔｏｐｅｓ / ｉｓｏ￣
ｓｏｕｒｃｅ / ｉｓｏｓｏｕｒｃｅ.ｈｔｍꎻ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ ＆ ｇｒｅｇｇꎬ２００３)计算分
析ꎬ模型计算的结果是可能的解决方法的分布图ꎬ而
不是唯一解ꎬ但也会有唯一解的体现ꎬ如可能结果的
平均值ꎮ 合理的解的总数取决于水分来源的同位素
组成、水分来源的数量、混合值、增量的设定以及容
差值(Ｑｕｅｒｅｊｅｔａ ｅｔ ａｌꎬ２００７)ꎮ
由于 δＤ 和 δ１８Ｏ 的相关性较强ꎬ本研究计算旱
５１７６期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 王卓娟等: 元阳梯田水源区旱冬瓜水分来源
冬瓜水分来源时只采用 δＤꎬ同时来源增量设为 １％ꎬ
质量平衡公差设为 ０.１％ꎮ 利用 Ｅｘｃｅｌ ２００７ 软件对
数据进行分析处理ꎮ
３　 结果与分析
３.１ 研究区降水及降水同位素组成
图 １是元阳梯田水源区 ２０１４年 ５月 １１日至 １１
月 ７日的降水及降水 δＤ、δ１８Ｏ 稳定同位素组成变
化ꎮ 由图 １ 可知ꎬ研究时段内日降水量为 ５ ~ ５７
ｍｍꎬ累积降雨量 １ ２６２ ｍｍꎬ研究区主要降水集中在
６－１０月份ꎮ
降水 δＤ 值的变化范围在－９７‰~ －４７‰之间ꎬ
算术平均值为－７０‰ꎬδ１８Ｏ 介于－６.５‰~ －１３.２‰之
间ꎬ算术平均值－９.４‰ꎻ降水可以补给土壤水ꎬ同时
降水可以混合和稀释土壤水分的氢氧同位素ꎮ 可以
看出ꎬ研究区大气降水中的氢氧稳定同位素值总体
上呈现出一定的波动性ꎬ但可能由于研究区特殊的
地理位置和环境气候等因子的影响ꎬ降水过程中氢
氧稳定同位素组成随着降雨量的增大而减小的趋势
并不十分明显ꎮ
图 １　 研究区降雨量变化及降水过程中
氢氧稳定同位素值的变化特征
Ｆｉｇ. １　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅ ａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ δ１８Ｏ ａｎｄ δＤ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ
３.２ 大气降水氘盈余的变化
图 ２表示研究区的蒸发量变化情况ꎬ由于 ７－８
月研究区降雨较为集中ꎬ受降雨影响ꎬ加之研究区常
年受浓雾笼罩ꎬ研究时段内蒸发量变幅不是太大ꎮ
氘盈余(ｄ)是指 ｄ ＝ δＤ － ８δ１８Ｏꎬ是表征蒸发的
一个参数ꎬ其值越大表示研究区的蒸发速率越大ꎬ图
图 ２　 蒸发量变化
Ｆｉｇ. ２　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ
图 ３　 大气降水氘盈余变化
Ｆｉｇ. ３　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｄ￣ｅｘｃｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
图 ４　 土壤水和地下水水样中 δＤ和 δ１８Ｏ的关系
Ｆｉｇ. ４　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ δＤ￣δ１８Ｏ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ
３是研究区研究时段内氘盈余的变化ꎬ ｄ 值在
－９.３‰~ １２.４‰之间ꎬ反映出该地区研究时段降水
６１７ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
多湿度大ꎬ蒸发相对缓慢ꎮ
３.３ 土壤水和茎干水氢氧稳定同位素特征
３.３.１ 土壤水氢氧稳定同位素特征　 将采集的 ４８ 个
土壤水样品和 １０ 个地下水样品的氢氧稳定同位素
水样进行分析(图 ４)ꎬ土壤水 δＤ 值的变化范围在
－１４９‰ ~ － ４４‰ 之间ꎬ δ１８ Ｏ 值的变化范围在
－２０.２‰~ －５.８‰之间ꎻ地下水的 δＤ 和 δ１８Ｏ 值随时
间变化很小ꎬ说明地下水受环境因子的影响很小ꎬ基
本上保持常年稳定ꎮ
３.３.２ 旱冬瓜茎干水氢氧同位素特征　 旱冬瓜茎干
水样品采集频率与土壤水样同步ꎬ共收集 ８ 个茎干
水样ꎬ其 δＤ 和 δ１８ Ｏ 值分别在 － １１３‰ ~ － ７０‰和
－１５.２‰~ － ９. ２‰的范围ꎬ算术平均值为 － ９５‰和
－１２.２‰ꎬ标准差为 １４.３３６ 和 ２.００５ꎮ 旱冬瓜茎干水
氢氧稳定同位素值 δＤ(ｙ)与 δ１８Ｏ(ｘ)进行线性回归
分析(图 ５)得 δＤ(ｙ) ~ δ１８Ｏ(ｘ)关系式为 ｙ ＝ ６.８ｘ－
７.７(Ｒ２ ＝ ０.９１６ꎬｎ＝ １６)ꎮ
图 ５　 旱冬瓜茎干水 δＤ和 δ１８Ｏ关系
Ｆｉｇ. ５　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ δＤ￣δ１８Ｏ ｏｆ ｔｈｅ ｘｙｌｅｍ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅ
３.４ 旱冬瓜的根系分布情况
在临近旱冬瓜处按照 ０ ~ １０、１０ ~ ２０、２０ ~ ４０、
４０~６０、６０~８０、８０ ~ １００ ｃｍ 的层次挖取 ３０ ｃｍ × ３０
ｃｍ × １０ ｃｍ的土壤ꎬ用土壤筛手工择选出根系ꎬ并
按>５ ｍｍ、２ ~ ５ ｍｍ 和<２ ｍｍ 的分类体系进行分类
(王成等ꎬ１９９９)ꎬ放入烘箱中烘干至恒重ꎬ并称量根
系的干重ꎮ
研究区旱冬瓜根系垂直分布情况如图 ６ 所示ꎬ
<２ ｍｍ和 ２~５ ｍｍ的根系在所挖取的 ０~１００ ｃｍ的
土层均有分布ꎬ其中ꎬ<２ ｍｍ 的根系在各层的分布
相对比较均匀ꎬ２ ~ ５ ｍｍ 的根系随着土层深度的增
加呈现增加的趋势ꎻ>５ ｍｍ 的根系分布在 ０ ~ ８０ ｃｍ
图 ６　 旱冬瓜根系分布情况
Ｆｉｇ. ６　 Ｒｏｏｔ ｄｒｙ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ
的土层ꎬ从上向下呈现先增加后减少的趋势ꎬ其中在
４０~６０ ｃｍ的土层分布最多ꎬ且>５ ｍｍ 的根系在每
一层土壤中的分布占主导ꎬ可见其对旱冬瓜的支撑
和稳定具有重要作用ꎮ 由此可见ꎬ研究区旱冬瓜的
根系较浅且侧根较为发达ꎮ
３.５ 旱冬瓜茎干水与土壤水间的关系
图 ７ 是旱冬瓜茎干水 δＤ 同位素和枝条取样时
不同深度土壤水分 δＤ同位素组成ꎮ ５ 月 １６ 日土壤
水分 δＤ值变化范围为－９５‰~ －４１‰ꎬ其中靠近表
层的土壤水分相对富集ꎻ不同深度土壤含水量整体
最低ꎬ变化范围为 ５.６％~２２％ꎬ旱冬瓜茎干水 δＤ 值
与 ６０ ｃｍ土层附近的 δＤ值相近ꎬ说明旱冬瓜可能利
用的是 ６０ ｃｍ附近的土壤水分ꎮ
７月 １２ 日土壤水分 δＤ 值变化范围为－５９‰~
－１１５‰ꎬ土壤水分 δＤ 值呈现随土壤深度增加而增
加的趋势ꎬ０ ~ １０ ｃｍ 处的 δＤ 值相比较 ５ 月 １６ 日
“右移”(降低)ꎬ说明浅层土壤水由于降雨的稀释和
混合作用而受影响ꎮ 由于有较多降雨补给ꎬ土壤含
水量明显增加ꎬ１０ ~ ２０ ｃｍ 的土壤含水量达 ３２.２％ꎬ
１０ ｃｍ附近的 δＤ值接近旱冬瓜的 δＤ 值ꎬ说明旱冬
瓜此时利用的水分可能是来自最近的降雨ꎮ
８月 １１日土壤水分 δＤ值与 ７ 月 １２ 日的相似ꎬ
呈现随土壤深度增加而增加的趋势ꎬ变化范围为
－１４９‰~ －６１‰ꎬ０ ~ １０ ｃｍ 土层的土壤水分相对富
集ꎻ土壤含水量变化范围分别为 １２.９％ ~ ３２.５％ꎬ旱
冬瓜 δＤ值与 ４０~ ６０ ｃｍ 处土壤水分 δＤ 值接近ꎬ同
时 ４０ ~ ６０ ｃｍ 土壤水分含量高ꎬ更可能被旱冬瓜吸
收利用ꎮ
１１ 月 １４日 ０ ~ ６ ０ ｃｍ波动较大 ꎬ变化范围为
７１７６期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 王卓娟等: 元阳梯田水源区旱冬瓜水分来源
图 ７　 旱冬瓜茎干水 δＤ和土壤水 δＤ的垂直分布
Ｆｉｇ. ７　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ δＤ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘｙｌｅｍ ｗａｔｅｒ ａｎｄ δＤ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
－１２９‰~ －８６‰ꎬ在 ６０~１００ ｃｍ处ꎬ随土壤深度的增
加土壤水 δＤ值变化不大ꎮ 土壤含水量变化范围为
１１.６％~３４％ꎻ旱冬瓜茎干水 δＤ 值与 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土
壤水 δＤ值接近ꎬ但高于 ２０~４０ ｃｍ土壤水 δＤ值ꎬ说
明旱冬瓜可能利用了一部分 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土壤水外ꎬ
还有其他的水分来源ꎬ如地下水ꎮ
３.６ 旱冬瓜对各水分来源的利用比例
表 １是旱冬瓜对各水源的利用比例范围及平均
值ꎮ 树种吸收利用水分的能力受外界环境因素(如
降雨、蒸发等)和自身的生长发育周期影响ꎬ因此ꎬ
树种对不同时期的水源利用率亦不同ꎮ ５ 月 １６ 日
和 １１月 １４日ꎬ旱冬瓜对地下水的利用比例占主导ꎬ
为 ０~６９％ꎻ而 ７ 月 １２ 日和 ８ 月 １１ 日ꎬ旱冬瓜对土
壤水的利用比例占主导ꎬ为 ０~７３％ꎮ 由表 １ 可知ꎬ５
月 １６日旱冬瓜对 ４０ ~ ６０ ｃｍ 土壤水和地下水的利
用率较高ꎬ４０ ｃｍ 以上土壤仅贡献较少的一部分水
分ꎬ同时 ４０~１００ ｃｍ土壤水贡献比例平均值之和为
４８％ꎬ因此可以认为旱冬瓜此时主要利用地下水ꎬ但
４０~１００ ｃｍ土壤水也是其重要水源ꎮ
７月 １２日旱冬瓜水分来源各层均有贡献ꎬ但绝
大部分水分来源于 ０~１０ ｃｍ的土壤水分ꎬ对地下水
的利用率较低ꎬ此外ꎬ也利用深层土壤水分ꎬ 说明由
表 １　 旱冬瓜对各水源的利用率
Ｔａｂｌｅ １　 Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ (％)
水分来源
Ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ
各潜在水源的利用比例
Ｗａｔｅｒ ｕｐｔａｋｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｓｏｕｒｃｅｓ
２０１４￣
０５￣１６
２０１７￣
０７￣１２
２０１４￣
０８￣１１
２０１４￣
１１￣１４
土壤水
Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
０~１０ ｃｍ ０.５(０~４６)
６６
(６６~７３)
０.１
(０~５８)
０.１
(０~４９)
１０~２０ ｃｍ ０.５(０~７６)
２.９
(０~２６)
３.１
(０~４２)
０.３
(０~７４)
２０~４０ ｃｍ １.１(０~５５)
７.１
(０~３１)
３５.５
(０~５４)
２.６
(０~６０)
４０~６０ ｃｍ ２７.４(０~８０)
７.２
(０~２９)
３７.５
(０~７３)
２０.７
(０~５７)
６０~８０ ｃｍ ７.３(０~４２)
０.９
(０~２４)
１０.１
(０~５９)
９.６
(０~２７)
８０~１００ ｃｍ １２.４(０~５４)
１５.６
(０~３２)
９.９
(０~５３)
９.９
(０~２８)
地下水
Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ
５０.８
(０~６９)
０.３
(０~２２)
３.８
(０~５１)
５６.８
(１８~６８)
　 注: 数值为平均值 (最小值~最大值)ꎮ
　 Ｎｏｔｅ: Ｖａｌｕｅｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｎ (ｍｉｎ－ｍａｘ) .
于有较强降水的补给使土壤水分条件得到改善ꎬ旱
冬瓜对降水有所响应ꎬ不仅利用已有的土壤水分ꎬ同
时也利用近期的降雨ꎮ
８月 １１日旱冬瓜水分来源分布较广ꎬ各层均有
分布ꎬ其中 ４０ ~ ６０ ｃｍ 的贡献率高达 ７３％ꎬ４０ ~ １００
８１７ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
ｃｍ土壤水贡献比例平均值之和达 ９３％ꎬ说明降水较
多时ꎬ旱冬瓜的水分来源多样化ꎬ在上层土壤含水量
较高的情况下ꎬ旱冬瓜依赖深层土壤水ꎮ
１１ 月 １４ 日旱冬瓜水分来源较为集中于地下
水ꎬ但各层土壤均对其有贡献ꎬ其中 １０ ~ ６０ ｃｍ 处土
壤贡献较大ꎬ说明在前期降雨较少时ꎬ旱冬瓜不仅仅
依赖于土壤水ꎬ地下水也是其重要水源ꎮ
４　 讨论与结论
(１)降水中氢和氧同位素的时空差异会导致土
壤水、地表水、地下水以及植物水的时空差异ꎬ分析
这些差异可以获取研究区大气降水水汽来源及相应
的气象气候信息ꎬ量化植物对潜在水源的利用等
(徐庆等ꎬ２００８)ꎮ 通过对比旱冬瓜茎干水氢氧同位
素和不同深度土壤水氢氧同位素的组成情况ꎬ结合
不同深度土壤含水量ꎬ可以判断植物的水分利用情
况(方杰等ꎬ２０１１)ꎮ 本研究判断出旱冬瓜 ５ 月 １６
日可能利用 ６０ ｃｍ附近的土壤水ꎻ７ 月 １２ 日利用的
水分可能是近期的降雨补给的表层土壤水ꎻ８ 月 １１
日利用的水分可能是 ４０ ~ ６０ ｃｍ 处的土壤水ꎻ１１ 月
１４日可能利用了一部分 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土壤水外ꎬ还有
其他的水分来源ꎬ如地下水ꎮ
(２)利用多元混合模型定量分析旱冬瓜水分来
源ꎬ结果表明ꎬ旱冬瓜水分来源分布较广ꎬ各土层土
壤水均有贡献ꎬ５月 １６ 日旱冬瓜对 ４０ ~ ６０ ｃｍ 土壤
水和地下水的利用率较高ꎻ７ 月 １２ 日旱冬瓜绝大部
分水分来源于 ０ ~ １０ ｃｍ 的土壤水分ꎬ利用比例
６６％~ ７３％ꎻ８ 月 １１ 日 ４０ ~ ６０ ｃｍ 的贡献率高达
７３％ꎻ１１月 １４日旱冬瓜对地下水的利用率较高ꎬ利
用比例 １８％~６８％ꎮ
(３)元阳梯田水源区的森林对于维持区域小气
候、涵养水源和水土保持等具有十分重要的意义ꎻ近
年来云南省遭遇百年不遇的大旱ꎬ但元阳梯田依赖
森林涵养水源保证了其四季常流水而未受到影响ꎮ
森林植被与水的关系是定量研究森林生态系统水分
平衡状况的基础ꎬ基于氢氧稳定同位素技术ꎬ从不同
时间尺度考察森林植被对各层水分需求差异ꎬ更加
准确地认识元阳梯田水源区不同森林类型优势树种
的水分来源ꎬ探讨元阳梯田水源区的水分在土壤－
植物－大气连续体中的运移、转化及利用ꎬ构建元阳
梯田水源区优势树种对土壤水分利用的基本模式ꎬ
从而更加全面地揭示元阳梯田森林生态系统的生态
水文过程ꎬ反映不同时空尺度上植物水分关系和生
态系统功能ꎬ为梯田森林生态系统经营与维护、为梯
田可持续发展提供必要的理论依据ꎮ
本研究仅对旱冬瓜自身的水分利用进行分析研
究ꎬ而没有考虑与旱冬瓜伴生的乔木树种以及林下
灌木及草本ꎬ忽略了它们之间的水分、养分竞争关
系ꎻ研究区常年在浓雾的笼罩中ꎬ雾对当地森林植被
的影响尚不可知ꎻ以上这些都是今后有待进一步深
入的研究工作ꎮ
参考文献:
ＣＨＥＮ ＷꎬＣＨＥＮ ＨＷꎬＹＡＮＧ Ｂꎬ ｅｔ ａｌꎬ ２０１２. Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｔａｎｄ ｃｈａｒ￣
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ａｌｎｕｓ ｎｅｐａｌｅｎｓｉｓ Ｎａｔｕｒａｌ Ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ
Ｙｕｎｎａｎ [Ｊ]. Ｊ Ｗｅｓｔ Ｃｈｉｎ Ｆｏｒ Ｓｃｉꎬ ４１(５):６３－６７. [陈伟ꎬ陈宏
伟ꎬ杨斌ꎬ 等ꎬ ２０１２. 滇西南旱冬瓜天然林的林分特征研究
[Ｊ]. 西部林业科学ꎬ ４１(５):６３－６７.]
ＤＡＷＳＯＮ ＴＥꎬＥＨＬＥＲＩＮＧＥＲ ＪＲꎬ １９９１. Ｓｔｒｅａｍｓｉｄｅ ｔｒｅｅｓ ｔｈａｔ ｄｏ
ｎｏｔ ｕｓｅ ｓｔｒｅａｍ ｗａｔｅｒ [Ｊ]. Ｎａｔｕｒｅꎬ ３５０:３３５－３３７.
ＤＥＮＧ ＷＰꎬ ＹＵ ＸＸꎬ ＪＩＡ ＧＤꎬ ｅｔ ａｌꎬ ２０１３. Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｉｎｇ ｓｔａｂｌｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｅ ｔｏ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈ
ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｑｕｅｒｃｕｓ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ [Ｊ]. Ｊ Ｂａｓｉｃ
Ｓｃｉ Ｅｎｇꎬ２１(３):４１２ － ４２２. [邓文平ꎬ余新晓ꎬ贾国栋ꎬ等ꎬ
２０１３. 利用氢氧稳定同位素定量区分栓皮栎旱季水分来源的
方法比较 [Ｊ]. 应用基础与工程科学学报ꎬ２１(３):４１２－４２２.]
ＹＡＯ ＭꎬＣＵＩ ＢＳꎬ ２００６. Ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｏｆ
Ｈａｎｉ’ｓ ｔｅｒｒａｃｅ ｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｙｕｎ ｎａｎꎬＣｈｉｎａ [Ｊ]. Ａｃｔａ Ｅｃｏｌ Ｓｉｎꎬ
２６(７):２ １１５－２ １２４. [姚敏ꎬ崔保山ꎬ ２００６. 哈尼梯田湿地生态
系统的垂直特征 [Ｊ]. 生态学报ꎬ２６(７):２ １１５－２ １２４.]
ＤＵＡＮ ＸＦꎬＳＯＮＧ ＷＦꎬＬＩ Ｊꎬ ｅｔ ａｌꎬ ２０１１. Ｓｏｉｌ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃ￣
ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｓｔ ｏｆ ｔｅｒｒａｃｅ ｉｎ Ｙｕａｎｙａｎｇ
Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ [ Ｊ] . Ｂｕｌｌ Ｓｏｉｌ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖꎬ ３１
(４):４７－５２. [段兴凤ꎬ宋维峰ꎬ李健ꎬ等ꎬ ２０１１. 云南省元阳
梯田水源区森林土壤入渗特性研究 [ Ｊ] . 水土保持通报ꎬ
３１(４):４７－５２.]
ＦＡＮＧ ＪꎬＷＥＩ ＹＦꎬＬＩＵ Ｓꎬｅｔ ａｌꎬ ２０１１. Ｓｔａｂｌｅ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ
ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｐｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｖａｒ. ｍｏｎｇｏｌｉｃａ ｐｌａｎ￣
ｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｉｎｔｅｒ￣ｄｕｎｅ ｌｏｗｌａｎｄ ｉｎ Ｈｏｒｑｉｎ Ｓａｎｄｙ Ｌａｎｄ [Ｊ] . Ｃｈｉｎ
Ｊ Ｅｃｏｌꎬ ３０ ( ９):１ ８９４ － １ ９００. [方杰ꎬ魏雅芬ꎬ刘帅ꎬ等ꎬ
２０１１. 科尔沁沙地丘间低地樟子松人工林水分利用来源的
稳定同位素解析 [Ｊ] . 生态学杂志ꎬ ３０(９):１ ８９４－１ ９００.]
ＨＥ Ｘꎬ ＳＯＮＧ ＷＦꎬＰＥＮＧ ＹＧꎬ ｅｔ ａｌꎬ ２０１２. Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ ｗａｔｅｒ￣ｈｏｌｄｉｎｇ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｑｕａｎｆｕ ｖｉｌｌａｇｅ ｂａｓｉｎ ｏｆ Ｙｕａｎｙａｎｇ ｔｅｒｒａｃｅ
[Ｊ]. Ｒｅｓ Ｓｏｉｌ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖꎬ １９(５):１－６. [和弦ꎬ宋维峰ꎬ彭永
刚ꎬ等ꎬ ２０１２. 元阳梯田全福庄流域水源涵养林的植物多样性
分析 [Ｊ]. 水土保持研究ꎬ １９(５):１－６.]
ＬＩＵ ＷＪꎬ ＬＩＵ ＷＹꎬ ＬＩ ＰＪꎬ ｅｔ ａｌꎬ ２０１０. Ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ ｗａｔｅｒ ｕｐｔａｋｅ
ｂｙ ｔｗｏ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｃａｎｏｐｙ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ａ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｓｅａｓｏｎａｌ ｒａｉｎ￣
ｆｏｒｅｓｔ ｏｆ Ｘｉｓｈｕａｎｇｂａｎｎａꎬ ＳＷ Ｃｈｉｎａ [ Ｊ] . Ａｇｒｉｃ Ｆｏｒ Ｍｅｔｅｏｒｏｌꎬ
１５０:３８０－３８８.
ＪＡＣＫＳＯＮ ＲＣꎬ ＣＡＶＥＬＩＥＲ Ｊꎬ ＧＯＬＤＳＴＥＩＮ Ｇꎬ１９９５. Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ
ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｍｏｎｇ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ａ ｌｏｗｌａｎｄ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔ
[Ｊ]. Ｏｅｃｏｌｏｇｉａꎬ １０１: １９７－２０３.
ＰＨＩＬＬＩＰＳ ＤＬꎬＧＲＥＧＧ ＪＷꎬ ２００３. Ｓｏｕｒｃｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｓｔａｂｌｅ
(下转第 ７３４页 Ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｏｎ ｐａｇｅ ７３４ )
９１７６期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 王卓娟等: 元阳梯田水源区旱冬瓜水分来源