基于氢氧稳定同位素的兰州市南北两山土壤蒸发时空变化及影响因素研究
发布时间：2021-09-22 15:50
基于2018年4—10月在兰州市南北两山采集的降水、河水及土壤样品,对不同水体中的氢氧稳定同位素进行测定,并应用Craig-Gordon模型分析了南北两山土壤蒸发的时空变化及其成因。结果表明:（1）兰州市局地大气水线LMWL斜率相比全球大气水线GMWL较小,主要是相对湿度小,雨滴在下落过程中受到云下二次蒸发的影响。由表层0～10 cm至深层60～120 cm,土壤水δ2H和δ18O逐渐贫化,土壤水线SWL的斜率均呈现规律性增大,说明表层土壤受到的蒸发分馏最为强烈,随着土壤深度的增加,蒸发分馏逐渐减弱。（2）时间变化上,局地蒸发线斜率SLEL在4月较大,土壤蒸发较小,4—6月减小,土壤蒸发增大,6—8月趋于稳定,其中7月土壤蒸发最为强烈,自8月SLEL增大,土壤蒸发开始减小,一直减小至10月。（3）空间变化上,北山相比南山蒸发损失量f更为强烈,主要原因是北山气温、相对湿度和土壤含水量均高于南山。（4） 2018年4—10月,各采样点蒸发损失量f达到峰值和谷值的时间相比降水δ18O...
【文章来源】：地理研究. 2020,39(11)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
研究区概况及采样点空间分布
此外，由于表层土壤受到的蒸发分馏过程最为复杂[2]，为使研究更加精确和合理，将表层0～30 cm土壤再次进行细分，分别为0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm。如图3a所示，根据不同深度土壤水氢氧同位素特征拟合出表层SWL方程为：0～10 cm为：δ2H=(3.08±0.21)δ18O-(28.54±1.02)(r2=0.74,p<0.01,n=68)
根据收集的降水、河水和土壤样品，做出LMWL、河水水线（River Water Line，简称RWL）和不同深度土壤水线（Soil Water Line，简称SWL）方程如图3（见第2543页）所示。2018年4—10月兰州市LMWL为：δ2H=(7.04±0.14)δ18O+(3.47±3.47)(r2=0.93,p<0.01,n=182),LMWL的斜率相比GMWL较小，说明相对湿度较低，且雨滴在下落过程中受到云下二次蒸发的影响[12,24];RWL方程为：δ2H=(6.46±1.51)δ18O-(6.94±14.83)(r2=0.78,p=0.008,n=7)。如图3b和图3c（见第2543页），河水氢氧同位素年内变化很小，说明河水相对降水和土壤水年内变化较为稳定，河水样本分布在LMWL的左下方，说明兰州市河水受到降水的补给[12]，并且RWL的斜率小于LMWL，说明河水受到蒸发分馏作用的影响；由图3b和图3c（见第2543页）可知，随着土壤深度的增加，土壤水δ2H和δ18O呈现出规律性地减小，主要原因是重轻同位素的原子量不同，使得轻同位素优先从水分子中逸出，而使剩余水体中富集重同位素，由于表层土壤受到的蒸发分馏最为强烈，因此土壤水δ2H和δ18O最为富集，随着土壤深度的增加，蒸发分馏逐渐减弱，土壤水δ2H和δ18O逐渐贫化。为了更清楚地讨论不同深度土壤水受到的蒸发分馏强弱，采用SWC加权平均方法[25-27]，将0～30 cm土壤设定为表层，30～60 cm土壤设为中层，60～120 cm土壤设为深层，具体分层特征如下所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河流域降水稳定同位素的云下二次蒸发效应[J]. 车存伟,张明军,王圣杰,杜勤勤,邱雪,马荣. 干旱区地理. 2019(04)
[2]兰州城区绿化植物稳定氢氧同位素特征[J]. 周盼盼,张明军,王圣杰,王杰,赵培培,刘雪梅. 生态学杂志. 2016(11)
[3]北京西山鹫峰地区氢氧稳定同位素特征分析[J]. 邓文平,余新晓,贾国栋,李亚军,刘玉洁. 水科学进展. 2013(05)
[4]黄土高原西部兰州市郊地貌驱动的土壤水分变化及对植物的影响分析[J]. 段争虎,肖洪浪,宋耀选,程国栋. 中国沙漠. 2006(04)
[5]兰州南北两山绿化区植物与植被类型初查[J]. 武利玉,苏世平,王蕙. 中国沙漠. 2006(04)
本文编号：3404012
【文章来源】：地理研究. 2020,39(11)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
研究区概况及采样点空间分布
此外，由于表层土壤受到的蒸发分馏过程最为复杂[2]，为使研究更加精确和合理，将表层0～30 cm土壤再次进行细分，分别为0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm。如图3a所示，根据不同深度土壤水氢氧同位素特征拟合出表层SWL方程为：0～10 cm为：δ2H=(3.08±0.21)δ18O-(28.54±1.02)(r2=0.74,p<0.01,n=68)
根据收集的降水、河水和土壤样品，做出LMWL、河水水线（River Water Line，简称RWL）和不同深度土壤水线（Soil Water Line，简称SWL）方程如图3（见第2543页）所示。2018年4—10月兰州市LMWL为：δ2H=(7.04±0.14)δ18O+(3.47±3.47)(r2=0.93,p<0.01,n=182),LMWL的斜率相比GMWL较小，说明相对湿度较低，且雨滴在下落过程中受到云下二次蒸发的影响[12,24];RWL方程为：δ2H=(6.46±1.51)δ18O-(6.94±14.83)(r2=0.78,p=0.008,n=7)。如图3b和图3c（见第2543页），河水氢氧同位素年内变化很小，说明河水相对降水和土壤水年内变化较为稳定，河水样本分布在LMWL的左下方，说明兰州市河水受到降水的补给[12]，并且RWL的斜率小于LMWL，说明河水受到蒸发分馏作用的影响；由图3b和图3c（见第2543页）可知，随着土壤深度的增加，土壤水δ2H和δ18O呈现出规律性地减小，主要原因是重轻同位素的原子量不同，使得轻同位素优先从水分子中逸出，而使剩余水体中富集重同位素，由于表层土壤受到的蒸发分馏最为强烈，因此土壤水δ2H和δ18O最为富集，随着土壤深度的增加，蒸发分馏逐渐减弱，土壤水δ2H和δ18O逐渐贫化。为了更清楚地讨论不同深度土壤水受到的蒸发分馏强弱，采用SWC加权平均方法[25-27]，将0～30 cm土壤设定为表层，30～60 cm土壤设为中层，60～120 cm土壤设为深层，具体分层特征如下所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河流域降水稳定同位素的云下二次蒸发效应[J]. 车存伟,张明军,王圣杰,杜勤勤,邱雪,马荣. 干旱区地理. 2019(04)
[2]兰州城区绿化植物稳定氢氧同位素特征[J]. 周盼盼,张明军,王圣杰,王杰,赵培培,刘雪梅. 生态学杂志. 2016(11)
[3]北京西山鹫峰地区氢氧稳定同位素特征分析[J]. 邓文平,余新晓,贾国栋,李亚军,刘玉洁. 水科学进展. 2013(05)
[4]黄土高原西部兰州市郊地貌驱动的土壤水分变化及对植物的影响分析[J]. 段争虎,肖洪浪,宋耀选,程国栋. 中国沙漠. 2006(04)
[5]兰州南北两山绿化区植物与植被类型初查[J]. 武利玉,苏世平,王蕙. 中国沙漠. 2006(04)
本文编号：3404012
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