太行山区典型植被下降水入渗的稳定同位素特征分析

本研究以位于太行山区北部的河北易县崇陵流域为对象,对流域内三种典型植被(荒草、刺槐林、侧柏林)下不同深度土层的土壤水及流域内降水进行同步观测及取样,室内进行稳定同位素氘和氧-18含量测定,以18O为例对降水入渗过程中的稳定同位素变化进行了研究。通过对2004年的数据进行分析,获得崇陵流域当地大气降水线(δD=6.2441δ8O-7.158,R2=0.7727,n=55),其降水中稳定同位素时间变化波动较大且缺少规律性,降水中稳定同位素含量同降水量呈二次相关关系,大于15mm的降水雨量效应较显著。土壤水中的稳定同位素较降水普遍富集,其中荒草地土壤水中稳定同位素值较刺槐林地和侧柏林地整体偏高,表现出较强的蒸发分馏作用。土壤水中的δ18O的时间变化波动较大,表层10cm土壤水1δ8O受降水中的δ18O直接影响,呈现一定的响应关系,深层次土壤水中δ18O变化则有一定滞后性。不同植被覆盖下δ18O的时间变化的活跃层深度不同,同其土壤特征和植被覆盖类型有关。δ18O的剖面垂向空间变化上有两种类型,随深度增加基本都呈富集的趋势。土壤水中稳定同位素的时间变化和垂向空间分布,反映了一种降水入渗和蒸散发的平衡关系,其垂向空间变化很好地记录了降水从地表向下入渗的过程。