【摘要】：氫氧穩(wěn)定同位素是示蹤流域水循環(huán)過程的有效手段,流域景觀類型及其格局對(duì)泉水同位素效應(yīng)的影響是景觀生態(tài)學(xué)與同位素水文學(xué)的全新交叉領(lǐng)域.本文以哈尼梯田文化景觀遺產(chǎn)核心區(qū)的全福莊河小流域?yàn)檠芯繉?duì)象,在2015年3月—2016年3月間,逐月在海拔1500 m的梯田、1700 m的梯田和1900 m的森林景觀類型下分別采集78個(gè)泉水樣和39個(gè)大氣降水樣進(jìn)行氫氧穩(wěn)定同位素分析.結(jié)果表明:小流域的優(yōu)勢景觀類型是森林和梯田,兩者面積分別占總面積的66.6%和22.1%,并具有森林在上、梯田在下的垂直格局.相關(guān)分析表明,泉水除受降水補(bǔ)給外,還受到景觀內(nèi)其他同位素值偏正的水源補(bǔ)給,景觀位置較高的森林區(qū)泉水主要由降水補(bǔ)給,位于森林之下的梯田泉水受大氣降水、河水、梯田水、地下水等多種水源補(bǔ)給,其同位素混合作用強(qiáng)烈;泉水δ~(18)O和δD值整體海拔效應(yīng)明顯,其海拔梯度分別為-0.125‰·(100 m)~(-1)和-0.688‰·(100 m)~(-1);研究區(qū)氘盈余值隨海拔升高而增大與景觀格局和同位素循環(huán)過程有關(guān).總之,優(yōu)勢景觀類型對(duì)泉水氫氧同位素效應(yīng)具有顯著影響,泉水氫氧同位素可作為景觀水文過程對(duì)景觀格局的響應(yīng)指標(biāo).
【圖文】：

變質(zhì)巖裂隙水廣泛出露，并有多處泉眼．1.2樣品采集與數(shù)據(jù)來源2015年3月—2016年3月逐月在研究區(qū)3個(gè)海拔段采集泉水和大氣降水，其中泉水樣為瞬時(shí)樣，均為泉眼處的非靜止水樣，樣點(diǎn)共6個(gè)，每個(gè)海拔高度采兩個(gè)，包括海拔1500m的梯田1處(樣點(diǎn)1和2)、1700m的梯田2處(樣點(diǎn)3和4)和1900m的森林2處(樣點(diǎn)5和6)(圖1b)，共采集有效泉水樣78個(gè)．在采集泉水樣的3個(gè)對(duì)應(yīng)海拔處各采集1個(gè)月混合大氣降水樣，通常在各月最后一天或次月第一天收集，共采集有效大氣降水樣39個(gè)．采樣期間在2016年1月和2月出現(xiàn)過低溫降雪天氣．氫氧同位圖1研究區(qū)位置(a)、采樣點(diǎn)分布(b)與景觀垂直格局(c)Fig．1Location(a)，，samplingpointdistribution(b)andver-ticalpattern(c)ofthestudyarea．A:森林Forest(1900m);B:村寨Village(1850m);C:梯田2Riceterrace2(1700m);D:梯田1Riceterrace1(1500m)．素測試在云南師范大學(xué)高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用18O和D測試精度分別為±0．03‰和±0．2‰的PicarroL2130-i同位素分析儀測定樣品．1.3數(shù)據(jù)處理穩(wěn)定氫氧同位素?cái)?shù)據(jù)采用Excel2013和SPSS18．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要分析方法包括回歸分析、相關(guān)分析和假設(shè)檢驗(yàn)，分析結(jié)果圖采用Grap-her12軟件制作．景觀分類結(jié)果由2010年快鳥影像經(jīng)目視解譯數(shù)字化和野外實(shí)地驗(yàn)證獲得，采用Arc-gis10．0軟件進(jìn)行面積計(jì)算，疊加地形圖獲得各景觀類型的海拔分布．2結(jié)果與分析2.1景觀類型及其垂直格局由圖1c可見，森林和梯田是研究區(qū)的優(yōu)勢景觀類型．其中，喬木林地占小流域景觀總面積的45．8%，水田占22．1%，灌木林地和茶園冬瓜林分別占10．5%和10．3%，可見小流域是以森林為基質(zhì)、水稻梯田占較大比重而其他類型面積較小的景觀．以3個(gè)海拔段采樣點(diǎn)的連線做剖?

?δD值分別在－15．46‰～－2．08‰和－99．55‰～9．50‰之間，平均值分別為－9．82‰和－58．93‰;泉水δ18O和δD值分別在－12．01‰～－3．45‰和－78．5‰～－30．4‰之間，平均值為－8．15‰和－56．04‰．全球降水δ18O和δD平均在－50‰～10‰和－350‰～50‰之間［15］，說明研究區(qū)降水和泉水δ18O和δD均在全球降水氫氧同位素變化范圍內(nèi)，但降水變化幅度大于泉水，說明降水是地下水的主要補(bǔ)給來源．根據(jù)降水δ18O和δD值確定本地大氣降水線為:δD=8．49δ18O+27．79(R2=0．98)(圖2)，可見，斜率超過全球大氣降水線方程的8［16］和宋獻(xiàn)方等［17］提出的中國大氣降水線方程的7．82．考慮到研究區(qū)在2016年1月和2月曾受到北方強(qiáng)冷空氣影響而出現(xiàn)極端低溫天氣，將這兩月的數(shù)據(jù)去除后得到本地大氣降水線方程為δD=7．86δ18O+16．9(R2=0．93)，則本區(qū)大氣降水線方程斜率從去除前的8．49減小為去除后的7．86，充分說明來自北方的寒潮對(duì)本地大氣降水線有很大影響．泉水δ18O-δD的關(guān)系式為:δD=5．48δ18O－11．29(R2=0．99)，表現(xiàn)出本地泉水與大氣降水關(guān)系線在斜率和截距上均有差異，進(jìn)一步說明本地泉水除受降水補(bǔ)給外，還受其他因素的影響．2.2.2森林和梯田景觀類型下的泉水來源將森林圖2不同地區(qū)大氣降水線和本地泉水線Fig．2Localmeteoricwaterline(LMWL)indifferentregionsandthelocalspringwaterlineinthestudyarea．和梯田景觀類型下泉水和雨水的同位素δ18O和δD值進(jìn)行兩兩相關(guān)分析表明，森林泉水與大氣降水δ18O和δD值的相關(guān)系數(shù)分別為0．76和0．82，梯田泉水與大氣降水的相關(guān)系數(shù)分別為－0．24和－0．36，梯田泉水與森林泉水的相關(guān)系數(shù)為－0．0
【作者單位】： 云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41271203) 高原湖泊生態(tài)與全球變化實(shí)驗(yàn)室開放基金資助~~
【分類號(hào)】：P641.3;S284

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本文編號(hào)：2527905