太行山区崇陵流域土壤水稳定同位素特征分析.pdfVIP

第=篇技术方法 太行山区崇陵流域土壤水稳定同位素特征分析’ 侯士彬1·2宋献方1于静洁1 胡 茎啦杨聪1 刘 鑫∽ (1．中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 2．中国科学院研究生院北京100039) 摘要本研究默位于太行山北部的河北导县粜陵流域为研究对象，对流域内三种典型植被(剌槐、侧柏、荒 草坡)下平周深度土层的土壤木厦流域内辟水进行同步观测及取样，室内进行同位素氚和氧·18音量舟析，对 降水和土壤术中的稳定同位素变化进行了研究。通过对2004年的教据进行分析，获得崇陡流域当地大气降未线 (8D=6．2448”0—7．158．月2=0 77”，4=55)，其阵永环境同位素的季节变化总的变化趋势是夏季相对赞化。 敢季相对富集。不同植被下的土壤水垂向空闻变化和不同层次土壤水季节变化具有不同特征，对降雨中的舳和 5”0有一定的响应关系，深层次的土壤水稳定同位素变化则有一定滞后且变化幅度相对较小。 关键词太行山区土壤水穗定同位素入渗 1960年咀来，随着环境同位素水文学的发展，环境同位素技术在水文水资源的研究日益显示出其优越 性。利用环境同位素技术，可以了解大气降水水汽来源、形成条件等背景，判断地下水组成的不同来源，估 计土壤水蒸发下渗及地下水的补给机理，分割河流流量变化曲线、区分基流与洪峰及比例等。 土壤水中的稳定同位素变化受到大气降水中稳定同位素以及地表蒸发、水分在土壤中的水平迁移和垂直 运动等多种因素的影响。因此水中稳定同位素又可以作为一种天然示踪剂来追踪水在土壤中的输送过程，利 用土壤水中稳定同位素的变化可以提供有关水在土壤中的迁移信息，进而了解土壤水通量变化、在土体中的 驻留时间，降水人渗量，对浅层地下水的补给量等参数。太行山区是华北平原区地下水的主要侧向补给区， 然而面对目前华北地区日益严重的水资源短缺问题，对于太行山区的水循环机理尚不清楚。环境同位素技术 的引入，对于研究太行山区的水循环机理研究有着积极重要的意义。自2004年起，我们对太行山区崇陵流 域的降水和土壤水进行了采样和稳定同位素分析，通过研究其稳定同位素的时空变化，来摸清不同植被和降 雨条件下雨水的人渗过程及其规律，进而获得土壤水人掺侧向补给等参数，以作为进一步水循环机理研究的 基础。 1研究区慨况 本研究区为位于河北易县的崇陵流域，崇陵流域地处太行山脉北端，大清河水系白洋淀上游，属北易水 地貌等自然条件在我国华北石质山区低山丘陵带具有典型代表性。 崇陵流域属温带大陆性季风区气候，冬季干冷，夏季湿热。多年平均年降水量为641．2mm，最大年降水 平均气温11．6。C，最高气温40。C，最低气温一23．4。C。本区土壤以沙壤土为主、黄土为次，并集中分布在 中性。土质较松散，孔隙度大，土壤的渗水性能较好。流域上游的山坡植被覆盖度一般可达70％一80％， 主要是羊胡子草、红叶披草和咸草群落，其中杂有荆条、酸枣等小灌木；下游的山坡主要为油松、侧柏、洋 槐和杨树等成片的人工林及苗圃地。崇陵流域地形情况和植被分布图如图1和图2所示。 ·基金项目：中国科学院地理科学与资源研究所知识创新工程自然科学基金延伸支持领域前沿项目。华北山区典型 流域水循环机理试验研究’(CXIOC—A04一儿)。 第一作者筒介：侯士彬(1982一)，男，}可北衡水人．硬士研究生．生态木文学方向。E—ma／l：housb 04s@ig- 第八幸同位素技术方法 图1崇陵流域地形图 2研究方法 在崇陵流域选择了三种太行山区的典型植被荒草、刺槐、侧柏，分别位于崇陵流域的杨树沟、万 亩林、成林沟三处(见图2)，安装土壤水采集器和负压计，进行垂向剖面上采样，以连续监测典型坡 面内土壤含水量的变化。采样深度及采样点特征如表1所示。采样方法上为在雨季每次降雨后，采用 手动低真空装置抽取不同深度的土壤水，并安装雨水收集器，取得降本和土壤水的水样进行环境同位 素分析，从而了解降术和土壤水环境同位素变化，并以此来分析不同植被和降雨条件下雨水的A渗过 程及其规律。 降水样及土壤