拟解决问题： （1）应用激光稳定同位素技术测量土壤水稳定同位素时，CO2浓度是否会有干扰？ （2）土样在实验室存储过程中是否释放CO2？ 研究背景： （1）土壤水稳定同位素测量技术已广泛应用于各个研究领域，如山坡水流动过程、通气层的行程时间、根系对土壤水分的利用等； （2）目前，CRDS和OA-ICOS技术都是采用激光平衡法来测量土壤水中的同位素比值，但在测量相同波长的样品时，样品浓度与同位素比值间可能会互相干扰； （3）近期研究发现，应用WS-CRDS技术进行同位素测量时，CO2浓度的改变会对同位素测量结果存在一定影响；（Gralher B , Herbstritt B , Weiler M , Wassenaar LI , Stumpp C . Correcting laser-based water stable isotope readings biased by carrier gas changes.） （4）本文主要研究应用OA-ICOS技术测量同位素比值时，CO2浓度是否会干扰测量结果。 关键词：激光光谱法、同位素水文学、CO2、土壤水文学 ![如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？]( "如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？")
蒸发/降水循环中水分同位素组成的变化(GNS Science) 仪器与方法： 实验方法 | 样品 | 测量方法 | 测定指标 | 苏打水实验 | 5个苏打水（体积不同，同位素比值已知） 1个蒸馏水（同位素比值已知） | 直接测量 | δ2H、δ18O 、CO2 | 加入CO2，放置2天测量 | δ2H、δ18O、CO2 | 土壤水实验 | 不同深度土壤样品 | 直接测量 | δ2H、δ18O、CO2 | 加入CO2，放置2天测量 | δ2H、δ18O、CO2 |
结果： 图2结果表明，将600 ppm的CO2气体注入苏打水和蒸馏水中后，因体积不同，CO2浓度发生了不同程度的改变，但它们之间并未呈现出明显的统计学相关关系（图2a，b）；应用OA-ICOS技术可以准确的测量蒸馏水和苏打水的δH值；在H2Ob_10_PT_B参数下，CO2浓度与吸收峰呈现显著的正相关关系。 图3与苏打水实验结果相一致，土壤水实验也证明了CO2浓度与光谱吸收峰之间呈显著相关性（图3a）；土壤采样深度与CO2浓度关系的分析结果表明，随着深度增加，CO2浓度逐渐下降，而且CO2浓度与GWC和LOI都呈显著相关性。不可否认，土样在存储过程中，的确释放了CO2，从结果中也可知CO2的释放浓度与土壤深度、土壤水分以及在一定程度上与土壤有机物的数量也有关。 ![如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？]( "如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？")
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| 图2：CO2浓度不同时，苏打水和蒸馏水的δ2H（a）、δ18O（b）值、以及CO2浓度与光谱吸收峰之间的关系 | 图3：CO2浓度不同时，CO2浓度与光谱吸收峰宽度（a）、土壤重量含水量（b）和LOI之间的关系 |
结论 （1）应用OA-ICOS技术测量苏打水中稳定同位素，可避免CO2浓度的干扰； （2）CO2从土壤中释放出来时，它与同位素分馏信号存在一定的联系，但并不是因果关系； （3）孔隙水的同位素分馏信号可通过土壤蒸发进行证明，CO2浓度的变化与土壤水分和有机质含量对土壤微生物活性增加有关； （4）本研究发现，尽管土壤样品释放了大量的CO2，但孔隙水稳定同位素的分析结果表明，应用OA-ICOS技术不需要进行后续的校正处理，这是由于：在测量过程中水汽浓度波动较小，计算同位素比值的测量面积没有发生变化，减小了CO2浓度对δH的干扰，从而保证了高测量精度。 文献来源：
![如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？]( "如何避免CO2浓度对土壤水稳定同位素测量的干扰？") No influence of CO2 on stable isotope analyses of soil water.pdf
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