中国亚热带大气降水氢氧稳定同位素特征及其影响因素

作者：张蓓蓓; 徐庆^*; 高德强; 左海军; 任冉冉; 许文斌

来源：陆地生态系统与保护学报, 2022, 2(04): 13-20.

• 大气降水
• 氢氧稳定同位素
• 过量氘
• 中国亚热带
• 整合分析

[目的]探究中国亚热带地区大气降水氢氧稳定同位素特征可以获取其水汽循环过程及气候信息,为准确预测气候变化背景下大气降水的时空分布格局提供科学依据。[方法]基于数据整合分析方法,从72篇文献中收集了中国亚热带地区78个站点的大气降水氢氧稳定同位素数据,探究该地区大气降水氢氧稳定同位素及过量氘的空间分布特征。利用最小二乘回归分析方法分析大气降水氢氧稳定同位素与有关因素的相关关系,并通过多元线性回归模型揭示影响大气降水氢氧稳定同位素空间分布的主导因素。[结果]研究发现,中国亚热带地区大气降水δD(δ18O)存在西部贫化中东部富集现象,分布范围为-111.19‰～-19.80‰(-15.32‰～-3.74‰)。与之类似,大气降水过量氘同样呈现西低东高的格局,分布范围为-11.27‰～26.55‰。此外,发现大气降水δD (δ18O)与经度(δD:r=0.61,P<0.001;δ18O:r=0.51,P<0.001)呈显著正相关,而与海拔(δD:r=-0.60,P<0.001;δ18O:r=-0.57,P<0.001)呈显著负相关。但多元线性回归分析发现,上述2类因子均不是大气降水δD(δ18O)的主要调控因子,而纬度和年均降水量是影响该地区大气降水δD(δ18O)空间分布的主导因素,二者与大气降水δD (δ18O)呈显著正相关。具体表现为:纬度每增加1°,大气降水δD (δ18O)相应富集2.65‰(0.25‰);年均降水量每增加100 mm,大气降水δD(δ18O)相应富集1.43‰(0.17‰)。[结论]中国亚热带地区大气降水δD(δ18O)呈西部贫化中东部富集的格局。另外,该地区大气降水δD(δ18O)呈现“反纬度效应”和“反降水量效应”,这与经典大气降水同位素理论中的“纬度效应”及“降水量效应”明显不同,表明不同地区大气降水氢氧稳定同位素值的环境效应差异较大,建议今后研究中应加以区分。

• 单位
  中国林业科学研究院