近日，我校地理与环境科学学院胡运迪副教授团队在水文学领域国际TOP期刊Journal of Hydrology（中科院SCI一区）在线发表题为“Experimental evaluation of the effectiveness of stable isotopic ratios to characterize soil and groundwater evaporation in watersheds”的研究论文。

氢和氧稳定同位素（即δ²H和δ¹⁸O）被广泛用于生成δ²H-δ¹⁸O图来研究土壤水或地下水蒸发，但很少有学者研究土壤水和地下水δ²H-δ¹⁸O图中的不同指标是否能一致地反映流域蒸发。本研究中通过野外控制性试验，基于不同土地覆被下的降水、不同土壤深度土壤水、地下水的同位素数据，探究了δ²H-δ¹⁸O图衍生的蒸发线斜率、δ¹⁸O和线性条件过量（lc-excess）这些同位素指标表征土壤水和地下水蒸发的有效性和差异。

蒸发引起的δ¹⁸O和lc-excess变化

研究区示意图

该研究表明在蒸发强度不同的土地覆被下，土壤水蒸发线（SEL）和地下水蒸发线（GEL）的斜率大小不能作为判断水体蒸发程度的指标，因为即使在蒸发强度相同的条件下它们可以大于、小于或等于LMWL斜率。受凝结过程引起降水δ¹⁸O变异性的影响，使得混合作用有限的10 cm表层土壤水δ¹⁸O的富集程度能反映流域的蒸发程度，而混合作用较强的25 cm和45 cm土壤水以及地下水δ¹⁸O的富集程度则不能准确反映流域的蒸发程度。总体而言，土地覆被对流域蒸发有重要影响，土壤水和地下水中的双同位素指标lc-excess比传统的指标，如SEL和GEL的斜率或δ¹⁸O，能更有效地反映流域的长期蒸发特征。

降水、土壤水和地下水的δ¹⁸O和lc-excess变化特征

水循环中降水、土壤水和地下水δ¹⁸O和lc-excess变化的模式图

胡运迪副教授和2022级硕士研究生赵露（周忠发教授和胡运迪副教授共同指导）为该论文的共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金（42072278、42177248和42307351）、中国科学院战略性先导专项（XDB40020000）以及贵州省科技厅基金（ZK [2022]306和[2023]005号）的联合资助。特别感谢中国科学院地球化学研究所刘再华研究员为本研究提供的平台支撑和前期的项目支持与帮助。

文章全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169425003051