黄土高原丘陵沟壑区流域不同水体氢氧同位素特征——以纸坊沟流域为例

• 作者: 张乐涛 李占斌 王贺 马建业 马波
• 来源期刊: 水土保持学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 黄土高原 纸坊沟 氢氧同位素 降水 地表水 土壤水
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 85-90,135
• 分类号: X143|P342|P597
• 语种: 中文
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.04.015

摘要

为系统、全面地研究黄土高原丘陵沟壑区流域降水、地表水、土壤水的氢氧同位素特征,以纸坊沟流域为研究对象,通过测定流域范围内2015年3-9月降水、地表水、刺槐林土壤水和荒草地土壤水的氢氧同位素组成,分析了各水体氢氧同位素的δD-δ18O关系和季节变化特征,阐明了土层深度、植被类型、坡向和坡位等下垫面因素对土壤水氢氧同位素的影响.结果表明:该流域当地大气降水线方程为δD=6.71δ18O-3.22(n=18,R2=0.96),地表水的蒸发线方程为δD=6.77δ18O-5.32(n=13,R2=0.72),土壤水的蒸发线方程为δD=3.50δ18O-34.00(n=756,R2=0.76);各水体δ18O富集程度为:刺槐林土壤水≈荒草地土壤水＞降水＞地表水.降水与土壤水(剌槐林和荒草地)δ18O季节效应明显,浅层50 cm土壤水的平均传输时间约为1个月;地表水δ18O变幅较小、组成均一、季节效应不明显,推断其为多次历史降水混合形成;4种下垫面因素对浅层50 cm土壤水氢氧同位素影响程度为:土层深度＞坡向＞植被类型＞坡位.其中,土层深度对浅层土壤水δ18O影响达到极显著水平.不同土层间土壤水δ18O差异性随土层深度差值的增大而增大,且深度差超过15 cm后呈极显著差异,推断纸坊沟流域地表15 cm土层为受降水和蒸发影响的土壤水分活跃区.