长沙地区樟树林土壤水稳定同位素特征及其对土壤水分运动的指示

作者：戴军杰; 章新平^*; 罗紫东; 王锐; 刘福基; 贺新光

来源：环境科学研究, 2019, 32(06): 974-983.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2019.03.08

• 长沙
• 樟树
• 降水
• 土壤水分运动
• 稳定同位素

为研究长沙地区林地土壤水分运动规律,基于2017年3月—2018年2月长沙地区樟树林土壤水分及0～130 cm土壤水、地下水和降水中稳定同位素监测数据,分析了土壤水中稳定同位素特征及其与降水中稳定同位素的关系.结果表明:(1)土壤水分季节变化表现为丰水期(3—6月,土壤蓄水量大而稳定)、耗水期(7—10月,土壤水分以消耗为主)、补水期(11月—翌年2月,土壤水分以补给为主)3个阶段,土壤含水量由表层至深层呈增加趋势,稳定性增强,土壤含水量的垂向差异依次为耗水期>补水期>丰水期.(2)受到冠层截留和地表枯枝落叶吸持的影响,林地的有效降水为降水量(P)>3.3 mm,并且LMWLP>3.3 mm(降水量>3.3 mm时的当地大气水线)较LMWL的斜率和截距显著增加,与各深度SWL(土壤水线)更接近.(3)由表层至深层,土壤水稳定同位素受降水入渗、新旧水混合和蒸发的影响减小,0～40 cm土壤水中δ18O均表现为丰水期>补水期>耗水期,而40～130 cm土壤水中δ18O的季节变化不显著.(4)观测期间不同水体中lc-excess(δD与LMWL的差值)的平均值依次为降水(0)>地下水(-2.80‰)>土壤水(-5.00‰),土壤水中lc-excess随深度的增加而增大.研究显示:土壤水下渗时新旧水混合是一个持续累积的过程,旧的土壤水逐渐被降水替代;受土壤结构、质地等性质的差异及不同降水事件的影响,土壤水分的补给在剖面上存在时滞.

• 单位
  枣庄科技职业学院; 无锡科技职业学院; 湖南师范大学