本文選題：大氣降水　切入點(diǎn)：氫氧同位素　出處：《云南師范大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：哈尼梯田是一個(gè)具有獨(dú)特自然和文化景觀的良性生態(tài)系統(tǒng),水是景觀中最活躍最關(guān)鍵的要素。在這個(gè)獨(dú)特景觀中,多種水體的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系和水力聯(lián)系十分復(fù)雜,而降水是其關(guān)鍵環(huán)節(jié),深入研究大氣降水氫氧穩(wěn)定同位素特征及其與其他水體的補(bǔ)給關(guān)系,將為深入認(rèn)識哈尼梯田水文循環(huán)規(guī)律和優(yōu)化配置水資源提供有力依據(jù)。基于此,本文選取哈尼梯田景觀核心區(qū)典型流域——麻栗寨河流域?yàn)檠芯繉ο?利用氫氧穩(wěn)定同位素示蹤法,探討流域內(nèi)大氣降水氫氧同位素的時(shí)空特征、水汽來源及其影響因素,在此基礎(chǔ)上對比分析不同水體氫氧同位素特征并討論他們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。主要研究結(jié)論如下:(1)大氣降水氫氧穩(wěn)定同位素特征(1)以雨季為主的瞬時(shí)水樣δ值變幅較大,整體偏負(fù)。主要為降水場次的事件尺度所致,降水場次之間差異大因而變幅大;雨季水汽主要源于溫暖濕潤的海洋氣團(tuán),并受降水量“稀釋”作用,因而δ偏負(fù)。大氣降水月混合水樣δ變化幅度較小,平均值偏負(fù),表明其水汽來源經(jīng)歷了相當(dāng)成度的貧化過程,其組成特征與昆明、貴陽的十分接近,表明其水汽來源具有相似性。(2)在時(shí)間分布特征方面,研究區(qū)大氣降水δ值整體呈“夏低冬高”的季節(jié)變化特征,但11月還出現(xiàn)一個(gè)較低的δ值,與其他地區(qū)有所區(qū)別,這與研究區(qū)冬季獨(dú)特的云霧天氣的出現(xiàn)有關(guān)。空間分布上流域中游梯田區(qū)受二蒸發(fā)影響,δ18O整體較上游地區(qū)的偏高。(3)分析δ18O與δD的關(guān)系,提出研究區(qū)降水線方程:δD=8.31δ18O+16.98,方程反應(yīng)了研究區(qū)多雨濕潤,降水過程中受二次蒸發(fā)影響較小的氣候特點(diǎn);旱雨兩季相比,雨季受蒸發(fā)作用更為強(qiáng)烈,這一方面與研究區(qū)亞熱帶山地季風(fēng)氣候的雨熱同期有緊密聯(lián)系,另一方面與研究區(qū)旱季多云霧天氣有關(guān)。(4)氘盈余時(shí)間變化特征為:雨季較低,旱季較高;空間分布上,氘盈余隨海拔升高并不呈“單調(diào)遞增”關(guān)系,而是在流域中游梯田區(qū)呈“弱雙峰”分布,這與梯田區(qū)強(qiáng)烈的云下二次蒸發(fā)和水汽循壞有關(guān)。利用后向軌跡模型追蹤研究區(qū)降水水汽來源,結(jié)果表明雨季降水主要受來自海洋的西南季風(fēng)和東南季風(fēng)的雙重影響,旱季主要受大陸氣團(tuán)和西風(fēng)控制,但也有來自低緯度海洋和短途水汽的補(bǔ)充。(5)影響因素方面,研究區(qū)存在顯著的降水量效應(yīng)和濕度效應(yīng),而溫度效應(yīng)只在瞬時(shí)樣中存在,月混合樣中甚至出現(xiàn)了微弱的“反溫度效應(yīng)”,顯著的降水量效應(yīng)可能影響和掩蓋了溫度效應(yīng)。研究區(qū)還存在顯著的海拔效應(yīng),且雨季海拔效應(yīng)更加顯著。綜合衡量各影響因素并進(jìn)行多元回歸分析,表明影響研究區(qū)降水氫氧同位素δ值和時(shí)空分布特征的因素是多元化多因子共同作用的。(2)對比分析不同水體氫氧穩(wěn)定同位素特征發(fā)現(xiàn),降水同位素的時(shí)間變化大于空間變化,而泉水的空間變化大于時(shí)間變化,這主要是由于下滲作用縮小了降水同位素在時(shí)間上造成的不均勻性,卻未減弱在空間上下滲的同位素不均勻性而造成。研究還發(fā)現(xiàn)田水補(bǔ)給來源復(fù)雜,變化幅度最大,河水因始終處于坡面的山谷區(qū),接受坡面多方水體補(bǔ)給,因混合平均作用而變化幅度最小,泉水因受人為干擾和田水的擾動變幅也較大。田水和泉水因分別受“主動蒸發(fā)”和“被動蒸發(fā)”平均值偏大,相比之下河水和降水平均值偏小。(3)通過對不同水體δ18O和δD的關(guān)系分析,首次提出研究區(qū)的河水線、泉水線和田水線,對比發(fā)現(xiàn)降水是其他水體最初始的補(bǔ)給來源,河水與泉水的補(bǔ)給關(guān)系最為頻繁和緊密,降水和泉水是河水的主要補(bǔ)給源;田水偏離大氣降水線最遠(yuǎn),受多重因素影響,補(bǔ)給來源甚為復(fù)雜;泉水更新最為緩慢,“舊水”停留時(shí)間較長,形成過程中受蒸發(fā)作用劇烈。(4)通過同位素混合比公式,估算研究區(qū)不同水體補(bǔ)給率,結(jié)果表明:河水在以降水和泉水為主要補(bǔ)給源時(shí),泉水占59.18%;泉水在以田水和河水為主要補(bǔ)給來源時(shí),河水占57.96%;當(dāng)降水水汽主要源于當(dāng)?shù)厮乙蕴锼秃铀疄檎舭l(fā)源時(shí),田水占60.96%。在季節(jié)差異上,河水補(bǔ)給差異最大,雨季降水是河水的最大補(bǔ)給源,旱季則是泉水。對于本地水汽對降水的貢獻(xiàn)中,田水是最大的貢獻(xiàn)者,旱季占60.13%,雨季占68.21%。因此,大面積田水水汽蒸發(fā)對當(dāng)?shù)厮h(huán)和大氣降水的貢獻(xiàn)有著不可替代的作用。利用IsoSource計(jì)算源貢獻(xiàn)率,結(jié)果表明:全年,田水是泉水最大的貢獻(xiàn)者,旱季則是河水;相反,雨季泉水卻是田水最大的貢獻(xiàn)者,而河水不論是旱季雨季,降水都是其最大的貢獻(xiàn)者,田水和泉水的相互轉(zhuǎn)化使得降水在降落地面后得以最大保持。
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【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P426.612;P333.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1560313