应用氢氧稳定同位素对极端干旱区蒸发水分来源的确定

作     者：李红寿 汪万福 詹鸿涛 邱飞 张正模 武发思 LI Hongshou;WANG Wanfu;ZHAN Hongtao;QIU Fei;ZHANG Zhengmo;Wu Fasi

作者机构：敦煌研究院保护所敦煌736200 古代壁画保护国家文物局重点科研基地敦煌736200 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2016年第36卷第22期

页      面：7436-7445页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41363009) 国家科技支撑计划项目(2013BAC07B02) 甘肃省科技计划项目(1308RJZF290) 敦煌研究院院级课题(201306) 

主　　题：同位素 极干旱区 蒸发 降水 

摘      要：长期监测发现敦煌莫高窟窟顶戈壁存在稳定的蒸发水分。为了进一步厘清蒸发水分的来源,利用拱棚-凝结法定期收集蒸发水分,应用水同位素示踪原理监测凝结水分、莫高窟降水和潜水的δD和δ^(18)O值,以揭示戈壁蒸发水分的来源。结果表明,蒸发水分的δD、δ^(18)O平均值分别为-33.06‰和-5.33‰,莫高窟降水为-66.44‰和-8.57‰,潜水为-72.19‰和-9.75‰,说明当地潜水并非来自于莫高窟降水;通过经纬度和海拔,应用在线降水同位素计算的当地降水δD和δ^(18)O值(-60.00‰,-8.50‰)和降水加权平均值(-5.30‰,-0.75‰)同样表明,当地降水不是地下潜水的合理来源,而党河源区(野马山)的降水(-86.00‰,-12.00‰)才是地下潜水的真正来源。土壤水分蒸发实验与土壤垂直剖面水分检测表明,戈壁深厚包气带土壤在潜水水汽向上运移过程中选择了δ值相对较高的潜水水分,因此,戈壁蒸发水分来自地下潜水,存在清晰的来源通道。极干旱区蒸发水分来源的再确定为蒸发潜水的利用奠定了基础,对极干旱区生态恢复有重要意义,并为干旱、半干旱区地下水的利用提供了新视角,为莫高窟洞窟水分来源研究亦提供了重要参考。