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研究背景在全球变化与人类活动共同作用下,地下水系统正面临越来越显著的压力。尤其在半干旱地区,降水时空分布不均、生态修复改变下垫面结构以及深厚包气带对水分下渗的阻滞,使得“地下水何时得到补给、以何种方式得到补给、补给量究竟有多大”成为关键科学问题。黄土高原丘陵沟壑区是我国典型的生态脆弱区,退耕还林和沟道土地整治等生态修复工程显著重塑了坡面—沟道水文过程,但其对地下水补给的影响仍缺乏长期、直接的实测证据。基于此,中国科学院地球环境研究所王云强老师团队以陕西省延安市顾屯流域为研究对象,开展了为期七年的连续野外观测实验,相关研究成果发表于《Ecological Engineering》。研究系统监测了降水、土壤水分、地下水水位及多水体稳定同位素等指标。其结果揭示了事件尺度与年尺度降水极值通过优先流路径和地下水位上升显著强化了生态修复集水区的地下水补给过程,为理解黄土高原厚层非饱和带中降水—土壤水—地下水之间的快速水力连通性提供了关键数据支撑,并对生态修复工程背景下的地下水可持续管理具有重要科学指导意义。 图1. 研究区域和采样点的位置。研究方法研究团队依托陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站,在延安固屯流域开展了长达7年(2017–2023 年)的连续野外监测;监测体系:涵盖了气象站、表面水、土壤水及地下水水位监测;值得一提的是,研究团队采用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取样品中的土壤水,该设备采用超低压真空蒸馏冷冻的原理,不仅能高效(98%)获取土壤水,而且可严格控制提取过程、避免蒸发引发的同位素分馏,确保氢氧同位素分析结果的准确性; 图2.阳坡和阴坡4000 cm土壤剖面含水量的垂直分布。 图3.2021年7月至2022年3月4000 cm土壤剖面土壤水分月动态。 图4.降水事件期间地下水位的时间序列 (a),以及地下水位变化与各类因...
发布时间: 2026 - 05 - 11
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LICA LI-2100全自动真空冷凝抽提系统 技术文献:断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征 以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。 结果如下:1. 土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。2. 旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。3. 在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水...
发布时间: 2020 - 02 - 07
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