祁連山南坡水體氫氧穩(wěn)定同位素特征及轉(zhuǎn)換關(guān)系研究
發(fā)布時(shí)間：2021-10-07 17:20
近年來,全球變暖趨勢(shì)日益嚴(yán)峻,陸地生態(tài)系統(tǒng)水體運(yùn)移過程研究已經(jīng)成為科學(xué)熱點(diǎn)。本文以祁連山南坡為研究區(qū),對(duì)2018年8月和2019年8月所采集的降水、河水、冰川融水、地下水及土壤水樣品進(jìn)行氫氧穩(wěn)定同位素測(cè)定。通過分析不同水源補(bǔ)給類型氫氧穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù),明確了祁連山南坡各水體的氫氧穩(wěn)定同位素組成和空間變化特征;借助后向軌跡和軌跡聚類方法,模擬了研究區(qū)主要水汽來源及相應(yīng)比例;結(jié)合端元混合模型、GIS空間分析技術(shù)及水體δ18O-δD關(guān)系圖,探討了各水體間運(yùn)移轉(zhuǎn)換關(guān)系,并確定了河水補(bǔ)給端元和相應(yīng)補(bǔ)給比例,土壤水分來源。主要研究結(jié)論如下:（1）祁連山南坡降水氫氧穩(wěn)定同位素主要受海拔和緯度因素影響,二者的環(huán)境效應(yīng)十分顯著;空間分布方面,降水氫氧穩(wěn)定同位素值自東南向西北表現(xiàn)為逐漸貧化的趨勢(shì);水汽來源方面,采樣期內(nèi),西風(fēng)、北方大陸氣團(tuán)和東南季風(fēng)是可能的水汽來源,同時(shí)存在局地再循環(huán)水汽的貢獻(xiàn),研究區(qū)自西北向東南,西風(fēng)影響逐漸減弱而東南季風(fēng)增強(qiáng)。（2）河水δ18O與δD值取值范圍較大,蒸發(fā)線方程為δD=4.87δ18O-9.08（R2=0.8...
【文章來源】：青海師范大學(xué)青海省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
技術(shù)路線圖
祁連山南坡水體氫氧穩(wěn)定同位素特征及轉(zhuǎn)換關(guān)系研究9年8月中旬，自東南向西北采集降水、河水、地下水、冰川融水和土壤樣品共計(jì)802組。其中，降水樣品8組，河水樣品158組，地下水樣品31組，冰川融水10組，融雪2組。所采集河水樣品中，大通河83組，野牛溝河26組，八寶河27組，托勒河22組；地下水樣品中，包括溫泉水2組，井水17組，泉水12組；土壤樣品中，采集喬木、灌叢、草地、草甸及耕地5種不同景觀植被類型土壤樣點(diǎn)119個(gè)，593組樣品。每個(gè)樣點(diǎn)采集兩個(gè)重復(fù)，一份用于測(cè)氫氧穩(wěn)定同位素值，一份做土壤含水率測(cè)定。采樣期間，降水樣品（降水量>2mm）主要通過隨機(jī)采樣的方式，在雨量桶內(nèi)收集；冰川融水采集于黑河上游的八一冰川消融區(qū)；河水采自于流速較快的河流中部；居民家中井水用水桶采集，盡量避免收集表層水，封閉井用泵抽取10分鐘左右采集[80]，泉水采集于山前泉水出露處；土壤樣品采集不同植被類型母質(zhì)層以上土層。水樣采集前，用采樣水刷洗樣品瓶3次，而后裝入60ml的聚乙烯密封瓶，用Parafilm封口膜密封并進(jìn)行樣品編號(hào)。運(yùn)用手持GPS記錄采樣點(diǎn)的高程及經(jīng)緯度，水溫計(jì)記錄水溫。采樣期間，所有樣品均冷藏于-4℃的環(huán)境中于青海師范大學(xué)自然地理與環(huán)境過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。圖2-1祁連山南坡位置及采樣點(diǎn)分布圖2.2.2氫氧穩(wěn)定同位素室內(nèi)測(cè)定實(shí)驗(yàn)土壤樣品經(jīng)LI-2000植物-土壤水分真空抽提設(shè)備提取土壤水分后，裝入5ml冷凍管中，并利用Parafilm膜密封待測(cè)。降水、地表水、地下水和土壤水樣品均通過0.22μm過濾膜過濾，測(cè)定儀器為美國生產(chǎn)的液態(tài)水同位素分析儀（IWA-35EP，USA），測(cè)定結(jié)果以相對(duì)維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海水（VSMOW）的千分
祁連山南坡水體氫氧穩(wěn)定同位素特征及轉(zhuǎn)換關(guān)系研究13第三章祁連山南坡大氣降水線及水汽來源分析3.1大氣降水線分析在水循環(huán)過程中，降水是重要環(huán)節(jié)之一，當(dāng)雨滴從空中降落的過程中，降水同位素值會(huì)因水分的蒸發(fā)分餾過程而發(fā)生變化，δ18O與δD之間存在一種線性關(guān)系，被定義為大氣降水線，其斜率可以反映出δ18O與δD受蒸發(fā)影響的程度[93]。大氣降水線按照不同地域尺度，可以分為全球大氣降水線和當(dāng)?shù)卮髿饨邓�，對(duì)于某一地區(qū)而言，因?yàn)闀?huì)受到氣溫、海拔、地形等因素影響，所以每個(gè)地區(qū)的當(dāng)?shù)卮髿饨邓�不同，因此也區(qū)別于適用于全球尺度的全球大氣降水線。因采樣點(diǎn)較少，采樣時(shí)期短，本文選用孫從建等[14]提出的祁連山大氣降水線δD=7.77δ18O+13.03（R2=0.99，n=127）作為當(dāng)?shù)卮髿饨邓�。調(diào)研期間，采集降水樣品8個(gè)，δ18O與δD最大值分別為-4.51‰和-29.87‰，最小值分別為-9.76‰和-63.68‰，均值分別為-7.60‰、-47.55‰。圖3-1給出了降水δ18O與δD的數(shù)值關(guān)系圖，可以看出，降水氫氧穩(wěn)定同位素關(guān)系點(diǎn)大多位于當(dāng)?shù)亟邓�上（LWML）或其右下方，所擬合出的雨水蒸發(fā)線明顯偏離LWML，表明在降水過程中受到強(qiáng)烈蒸發(fā)影響。雨季氫氧同位素值變化相對(duì)較小，降水同位素具有季節(jié)效應(yīng)，這與鄧文平等[94]在分析北京西山鷲峰地區(qū)氫氧同位素特征時(shí)所得結(jié)論相同。圖3-1降水同位素點(diǎn)分布圖因采樣點(diǎn)地理位置和氣象環(huán)境的差異(如海拔、氣溫和距海遠(yuǎn)近等)，所采集水體中的氫氧穩(wěn)定同位素值表現(xiàn)出不同的分布特征[95]。通過分析采樣現(xiàn)場(chǎng)所記
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Stable Isotope Signatures and Moisture Transport of a Typical Heavy Precipitation Case in the Southern Tianshan Mountains[J]. WANG Liwei,ZHANG Mingjun,WANG Shengjie,Athanassios A.ARGIRIOU,WANG Gaofei,Vasileios SALAMALIKIS,SHI Mengyu,JIAO Rong. Chinese Geographical Science. 2020(01)
[2]黑河中游夏季晝夜水汽同位素特征及水汽來源分析[J]. 孟鴻飛,張明軍,王圣杰,邱雪,杜銘霞,張亞寧,余秀秀,周蘇娥. 干旱區(qū)地理. 2020(02)
[3]基于穩(wěn)定氧同位素確定植物水分來源不同方法的比較[J]. 張宇,張明軍,王圣杰,郭蓉,車存?zhèn)?杜勤勤,馬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),蘇鵬燕. 生態(tài)學(xué)雜志. 2020(04)
[4]基于多源遙感數(shù)據(jù)的錫爾河中下游農(nóng)田土壤水分反演[J]. 王浩,羅格平,王偉勝,PACHIKIN Konstantin,李耀明,鄭宏偉,胡偉杰. 自然資源學(xué)報(bào). 2019(12)
[5]長江入海水沙通量變化過程分析及變化趨勢(shì)[J]. 朱博淵,李義天,余文鈞,孫昭華,鄧金運(yùn),柴元方,張春財(cái). 長江流域資源與環(huán)境. 2019(12)
[6]基于反距離加權(quán)插值法評(píng)價(jià)海域水質(zhì)類別空間分布[J]. 李翔宇,李曌,包艷英,李利,李玉璞. 中國環(huán)境監(jiān)測(cè). 2019(06)
[7]陜北黃土區(qū)深剖面不同土地利用方式下土壤水氫氧穩(wěn)定同位素特征[J]. 姬王佳,黃亞楠,李冰冰,李志. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(12)
[8]祁連山北坡穩(wěn)定同位素生態(tài)水文學(xué)研究的初步進(jìn)展與成果應(yīng)用[J]. 李宗省,馮起,李宗杰,呂越敏,袁瑞豐,桂娟,李永格,張百娟,薛健. 冰川凍土. 2019(05)
[9]祁連山北坡中段降水穩(wěn)定同位素特征及水汽來源分析[J]. 張百娟,李宗省,王昱,李永格,呂越敏,袁瑞豐,桂娟. 環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[10]祁連山南坡不同植被類型土壤粒度特征[J]. 袁杰,曹生奎,曹廣超,趙青林,刁二龍,陳真,陳治榮. 水土保持通報(bào). 2019(02)
博士論文
[1]基于大氣降水穩(wěn)定同位素的蘭州市水循環(huán)研究[D]. 陳粉麗.西北師范大學(xué) 2016
碩士論文
[1]西安黑河流域匯水區(qū)不同水體穩(wěn)定同位素和水化學(xué)特征研究[D]. 朱藝文.陜西師范大學(xué) 2017
[2]新疆伊犁—鞏乃斯河谷地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系研究[D]. 葉人源.長安大學(xué) 2015
[3]祁連山林區(qū)土壤水分生態(tài)研究[D]. 康紅莉.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào)：3422461
【文章來源】：青海師范大學(xué)青海省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
技術(shù)路線圖
祁連山南坡水體氫氧穩(wěn)定同位素特征及轉(zhuǎn)換關(guān)系研究9年8月中旬，自東南向西北采集降水、河水、地下水、冰川融水和土壤樣品共計(jì)802組。其中，降水樣品8組，河水樣品158組，地下水樣品31組，冰川融水10組，融雪2組。所采集河水樣品中，大通河83組，野牛溝河26組，八寶河27組，托勒河22組；地下水樣品中，包括溫泉水2組，井水17組，泉水12組；土壤樣品中，采集喬木、灌叢、草地、草甸及耕地5種不同景觀植被類型土壤樣點(diǎn)119個(gè)，593組樣品。每個(gè)樣點(diǎn)采集兩個(gè)重復(fù)，一份用于測(cè)氫氧穩(wěn)定同位素值，一份做土壤含水率測(cè)定。采樣期間，降水樣品（降水量>2mm）主要通過隨機(jī)采樣的方式，在雨量桶內(nèi)收集；冰川融水采集于黑河上游的八一冰川消融區(qū)；河水采自于流速較快的河流中部；居民家中井水用水桶采集，盡量避免收集表層水，封閉井用泵抽取10分鐘左右采集[80]，泉水采集于山前泉水出露處；土壤樣品采集不同植被類型母質(zhì)層以上土層。水樣采集前，用采樣水刷洗樣品瓶3次，而后裝入60ml的聚乙烯密封瓶，用Parafilm封口膜密封并進(jìn)行樣品編號(hào)。運(yùn)用手持GPS記錄采樣點(diǎn)的高程及經(jīng)緯度，水溫計(jì)記錄水溫。采樣期間，所有樣品均冷藏于-4℃的環(huán)境中于青海師范大學(xué)自然地理與環(huán)境過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。圖2-1祁連山南坡位置及采樣點(diǎn)分布圖2.2.2氫氧穩(wěn)定同位素室內(nèi)測(cè)定實(shí)驗(yàn)土壤樣品經(jīng)LI-2000植物-土壤水分真空抽提設(shè)備提取土壤水分后，裝入5ml冷凍管中，并利用Parafilm膜密封待測(cè)。降水、地表水、地下水和土壤水樣品均通過0.22μm過濾膜過濾，測(cè)定儀器為美國生產(chǎn)的液態(tài)水同位素分析儀（IWA-35EP，USA），測(cè)定結(jié)果以相對(duì)維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海水（VSMOW）的千分
祁連山南坡水體氫氧穩(wěn)定同位素特征及轉(zhuǎn)換關(guān)系研究13第三章祁連山南坡大氣降水線及水汽來源分析3.1大氣降水線分析在水循環(huán)過程中，降水是重要環(huán)節(jié)之一，當(dāng)雨滴從空中降落的過程中，降水同位素值會(huì)因水分的蒸發(fā)分餾過程而發(fā)生變化，δ18O與δD之間存在一種線性關(guān)系，被定義為大氣降水線，其斜率可以反映出δ18O與δD受蒸發(fā)影響的程度[93]。大氣降水線按照不同地域尺度，可以分為全球大氣降水線和當(dāng)?shù)卮髿饨邓�，對(duì)于某一地區(qū)而言，因?yàn)闀?huì)受到氣溫、海拔、地形等因素影響，所以每個(gè)地區(qū)的當(dāng)?shù)卮髿饨邓�不同，因此也區(qū)別于適用于全球尺度的全球大氣降水線。因采樣點(diǎn)較少，采樣時(shí)期短，本文選用孫從建等[14]提出的祁連山大氣降水線δD=7.77δ18O+13.03（R2=0.99，n=127）作為當(dāng)?shù)卮髿饨邓�。調(diào)研期間，采集降水樣品8個(gè)，δ18O與δD最大值分別為-4.51‰和-29.87‰，最小值分別為-9.76‰和-63.68‰，均值分別為-7.60‰、-47.55‰。圖3-1給出了降水δ18O與δD的數(shù)值關(guān)系圖，可以看出，降水氫氧穩(wěn)定同位素關(guān)系點(diǎn)大多位于當(dāng)?shù)亟邓�上（LWML）或其右下方，所擬合出的雨水蒸發(fā)線明顯偏離LWML，表明在降水過程中受到強(qiáng)烈蒸發(fā)影響。雨季氫氧同位素值變化相對(duì)較小，降水同位素具有季節(jié)效應(yīng)，這與鄧文平等[94]在分析北京西山鷲峰地區(qū)氫氧同位素特征時(shí)所得結(jié)論相同。圖3-1降水同位素點(diǎn)分布圖因采樣點(diǎn)地理位置和氣象環(huán)境的差異(如海拔、氣溫和距海遠(yuǎn)近等)，所采集水體中的氫氧穩(wěn)定同位素值表現(xiàn)出不同的分布特征[95]。通過分析采樣現(xiàn)場(chǎng)所記
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Stable Isotope Signatures and Moisture Transport of a Typical Heavy Precipitation Case in the Southern Tianshan Mountains[J]. WANG Liwei,ZHANG Mingjun,WANG Shengjie,Athanassios A.ARGIRIOU,WANG Gaofei,Vasileios SALAMALIKIS,SHI Mengyu,JIAO Rong. Chinese Geographical Science. 2020(01)
[2]黑河中游夏季晝夜水汽同位素特征及水汽來源分析[J]. 孟鴻飛,張明軍,王圣杰,邱雪,杜銘霞,張亞寧,余秀秀,周蘇娥. 干旱區(qū)地理. 2020(02)
[3]基于穩(wěn)定氧同位素確定植物水分來源不同方法的比較[J]. 張宇,張明軍,王圣杰,郭蓉,車存?zhèn)?杜勤勤,馬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),蘇鵬燕. 生態(tài)學(xué)雜志. 2020(04)
[4]基于多源遙感數(shù)據(jù)的錫爾河中下游農(nóng)田土壤水分反演[J]. 王浩,羅格平,王偉勝,PACHIKIN Konstantin,李耀明,鄭宏偉,胡偉杰. 自然資源學(xué)報(bào). 2019(12)
[5]長江入海水沙通量變化過程分析及變化趨勢(shì)[J]. 朱博淵,李義天,余文鈞,孫昭華,鄧金運(yùn),柴元方,張春財(cái). 長江流域資源與環(huán)境. 2019(12)
[6]基于反距離加權(quán)插值法評(píng)價(jià)海域水質(zhì)類別空間分布[J]. 李翔宇,李曌,包艷英,李利,李玉璞. 中國環(huán)境監(jiān)測(cè). 2019(06)
[7]陜北黃土區(qū)深剖面不同土地利用方式下土壤水氫氧穩(wěn)定同位素特征[J]. 姬王佳,黃亞楠,李冰冰,李志. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(12)
[8]祁連山北坡穩(wěn)定同位素生態(tài)水文學(xué)研究的初步進(jìn)展與成果應(yīng)用[J]. 李宗省,馮起,李宗杰,呂越敏,袁瑞豐,桂娟,李永格,張百娟,薛健. 冰川凍土. 2019(05)
[9]祁連山北坡中段降水穩(wěn)定同位素特征及水汽來源分析[J]. 張百娟,李宗省,王昱,李永格,呂越敏,袁瑞豐,桂娟. 環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[10]祁連山南坡不同植被類型土壤粒度特征[J]. 袁杰,曹生奎,曹廣超,趙青林,刁二龍,陳真,陳治榮. 水土保持通報(bào). 2019(02)
博士論文
[1]基于大氣降水穩(wěn)定同位素的蘭州市水循環(huán)研究[D]. 陳粉麗.西北師范大學(xué) 2016
碩士論文
[1]西安黑河流域匯水區(qū)不同水體穩(wěn)定同位素和水化學(xué)特征研究[D]. 朱藝文.陜西師范大學(xué) 2017
[2]新疆伊犁—鞏乃斯河谷地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系研究[D]. 葉人源.長安大學(xué) 2015
[3]祁連山林區(qū)土壤水分生態(tài)研究[D]. 康紅莉.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào)：3422461
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