基于青藏高原2019年7月31日至2019年8月10日采集的5个降水样品、25个河水样品、1个湖水样品，结合气象资料，进行青藏高原东南部冻土区冻融期夏季降水和河水同位素方法与海拔、降水量、气温相关关系分析，同时采用克里金插值分析了δ18O和δD的空间分布特征。结果表明，夏季河水水量受气温影响显著，冻土融化水与河水交互作用更加密切，表明土壤冻融过程在多年冻土区径流过程中起到重要影响。
氢、氧稳定同位素方法是研究多年冻土区水文过程的一种有效手段。基于2009年风火山流域降水和河水δD和δ18O数据,结合水文气象资料,分析多年冻土区季节性河流氢、氧同位素组成。研究表明,研究期间(6—10月)δ18O、δD和氘过剩河水与降水均呈下降的趋势,表明研究区降水是河水的重要补给来源。2#、3#流域δD分别为-66.8‰和-69.6‰,与降水δD(-66.7‰)基本相当;5#流域δD为-62.4‰,显著高于降水。5#流域较高的植被覆盖使地表具有更高的有机质含量、水分和蒸散量,其强烈的蒸发分馏作用使河水富集重同位素。6月份,随着土壤向下融化,降水(δD=-12.1‰)驱替冻结封存的重同位素贫化的土壤水(δD=-71.3‰)补给河流;10月份,地表冻结后抑制降水下渗,使降水和河水δD趋于一致,反映了土壤冻融过程在多年冻土区径流过程中起到的重要影响。该研究为多年冻土区水文过程的变化规律提供了同位素证据。
由于多年冻土区流域土壤冻融过程对水循环影响的复杂性,水循环物理过程观测存在困难和不足,而利用稳定同位素方法可以有效地解决该问题。因此,基于2009年长江源风火山流域夏季定点降水和河水δD和δ18O,对研究区降水河水稳定同位素特征进行分析。结果表明,研究区夏季降水δD和δ18O受到降水量和温度的双重影响,即受海洋性和大陆局地气团的交替影响。河水氢氧同位素的季节变化和空间差异与壤中流、地下水补给河流的季节差异和植被覆盖的空间差异有关。随着地温升高和土壤冻融锋面的迁移,河水补给来源和同位素特征发生改变,表明土壤冻融变化对多年冻土流域径流过程起到重要作用。此外,蒸发分馏作用是研究区河水同位素的重要影响因素。
【中文摘要】本项目以我们在中国开展的降水中稳定同位素监研究及其所建立的观测网络为基础,以国际降水稳定同位素计划（GNIP）和国际河流稳定同位素计划(GNIR)为国际合作伙伴,在中国开展河水与降水稳定同位素观测研究（China Network of Isotopes in River and Precipitation，简称CNIRP）。项目通过在中国4种不同类型大河流域（长江、黄河、雅鲁藏布江、塔里木河）开展河水与降水的稳定同位素研究，揭示大河流域河水中稳定同位素时空变化过程；综合集成中国降水同位素计划数据、GNIP数据和本项目（CNIRP）实测数据，揭示流域内大空间尺度河水与降水中稳定同位素的关系；建立流域水循环中的稳定同位素分馏过程模型，研究人类活动对水循环中稳定同位素的影响，进而评估人类活动对水资源的影响；建立有国际影响力的中国河水、降水稳定同位素数据库,并提供给国内外相关的数据库共享。
2009-01