地球環境所葉片水同位素生態水文研究獲進展

　　植物葉片水同位素比值為現代生態水文研究和植物衍生的有機生物指標古環境研究建立聯系，成為現代生態學和古環境研究的橋梁。因此，探究葉片水氫和氧同位素比值的控制因素和差異性響應，不僅可以促進生態水文的發展，而且有助于推動有機生物指標的古環境和古氣候指示意義的研究。 

　　中國科學院地球環境研究所通過沿海拔梯度分季節對秦嶺主峰太白山進行取樣調查研究，發現植物葉片水氫和氧同位素比值對源水同位素和氣候因子之間存在差異性響應。從生態水文角度，葉片水氫同位素比值主要記錄不同海拔梯度的源水（如莖稈水、土壤水和降雨）同位素信號，而葉片水氫和氧同位素比值和不同海拔梯度的氣候因子（如溫度、降雨和RH）之間存在相似的相關性（圖1）。另外，研究結合Craig-Gordon模型對葉片水氫和氧同位素比值進行預測評估，通過HYSPLIT模型對不同季節降雨同位素進行模擬，模型和觀測數據的結合，有助于探討葉片水氫和氧同位素機制（圖2、3）。從古環境生物指標角度，植物衍生的有機生物指標（如葉蠟、脂肪酸、纖維素等）的氫同位素指示源水同位素信息更加可靠，而指標的氫和氧同位素耦合指示氣候信息是可信的。

　　近日，相關研究成果發表在Hydrology and Earth System Sciences上。研究工作得到國家自然科學基金和中科院的支持。中科院南京地理與湖泊研究所、四川大學、西安交通大學等單位的科研人員參與研究。

　　論文鏈接 

圖1.葉片水氫和氧同位素對源水同位素比值和氣候因子的響應 

圖2.葉片水氫和氧同位素比值測定值和C-G模型預測值對比 

圖3.年平均降雨氫和氧同位素比值變化和不同月份HYSPLIT降雨路徑模擬