我国西部高寒山区同位素生态水文研究进展

李宗省; 张百娟; 冯起; 桂娟; 张百婷

doi:10.3799/dqkx.2022.264

地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (03) : 1156 -1178. DOI: 10.3799/dqkx.2022.264

我国西部高寒山区同位素生态水文研究进展

李宗省 ¹ ,
张百娟 ¹^,² ,
冯起 ¹ ,
桂娟 ¹^,² ,
张百婷 ¹^,²

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A Review of Isotope Ecohydrology in the Cold Regions of Western China

Zongxing Li ¹ ,
Baijuan Zhang ¹^,² ,
Qi Feng ¹ ,
Juan Gui ¹^,² ,
Baiting Zhang ¹^,²

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摘要

我国西部高寒山区是亚洲水塔，是重要的生态屏障区.随着环境同位素测试技术的发展和相关理论的成熟，稳定同位素技术已成为集示踪、整合和指示等多项功能于一体的技术.本文基于前人的研究结果，对我国西部高寒山区同位素生态水文研究进行了梳理和总结，表明西部高寒山区大气降水线为δD=7.44δ¹⁸O+5.23（R ²=0.86）.降水稳定同位素的温度效应从南向北呈现增加趋势，而降水量效应呈现相反的变化趋势.研究区水汽来源复杂，当温度效应小于0时，水汽来源由西南季风主导；温度效应为0~0.3时，水汽来源由西南季风和西风共同主导；温度效应大于0.3时，水汽来源由西风主导.不同水体受水源补给、环境作用等的影响存在差异性，使得各水体稳定同位素局地蒸发线的斜率大小依次为：河水>冰雪融水>地下水.西部高寒山区降水中δ¹⁸O海拔效应为-1.3‰/100m，河水δ¹⁸O海拔效应为-0.17‰/100m.研究区植被水分来源主要是土壤水，对水分的利用率与植被类型及区域环境密切相关.水汽再循环已成为区域降水水汽来源的重要组成部分.然而，随着生态文明建设这一国家重大战略的纵深推进，作为国家重要生态屏障的西部高寒山区，变化环境下生态水文过程正在发生深刻而又剧烈的改变，已对区域水资源安全、生态安全和可持续发展带来极大挑战，为寒区同位素生态水文学的发展提供了广阔舞台，未来亟需从观测、采样、模型和理论4个方面全面创新.