流域中水循環(huán)組成（徑流、蒸發(fā)、蒸騰）(蒲柘光電顯微鏡)的定量往往不是一件容易的事，特別是蒸散發(fā)量的區(qū)分既有來自地表的物理蒸發(fā)量，同時也有與生物相關(guān)的蒸騰量。蒸散發(fā)定量的研究主要集中在干旱半干旱區(qū)，我國則主要集中在西北地區(qū)，而氣候濕熱植物茂密的南方研究極少。貴州位于三大喀斯特集中分布區(qū)中面積的中國西南喀斯特區(qū)，由喀斯特水資源引發(fā)的環(huán)境問題較多，因此研究喀斯特地區(qū)的水循環(huán)規(guī)律對解決該地區(qū)與水資源相關(guān)的環(huán)境問題意義重大。
地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉再華研究員帶領(lǐng)的喀斯特作用水-碳循環(huán)研究小組選取分布在貴州省境內(nèi)典型濕潤亞熱帶季風(fēng)區(qū)的三個喀斯特地下河流域(蒲柘光電顯微鏡)（荔波縣板寨地下河流域、普定縣后寨地下河流域中的陳旗和燈盞河流域）作為研究區(qū)，其中板寨為原始森林覆被，陳旗和燈盞河主要為旱地和水田。通過對研究區(qū)連續(xù)兩年（2007年9月～2009年8月）地下水和雨水的氫氧穩(wěn)定同位素組成（δD、d18O）分析，初步建立了研究區(qū)的大氣降水線方程及其與喀斯特地下水的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)大氣降水及地下水δD、d18O具有相同的季節(jié)變化，均表現(xiàn)為雨季偏輕，旱季偏重，表明喀斯特地下水和雨水季節(jié)上同步響應(yīng)氣候變化，地下水滯留時間短；原始森林覆被下但土壤覆蓋層較薄的板寨地下河同位素值組成變幅，雨季與雨水的同位素組成接近，且與雨水快速同步響應(yīng)，說明降水快速補(bǔ)給地下水；而流域面積較小的陳旗與燈盞河流域由于土壤層較厚加上大量水田分布在泉域補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)，裸露地表的蒸發(fā)過程較強(qiáng)烈，導(dǎo)致下滲水同位素相對富集，使雨季泉水同位素值較雨水偏重且變化幅度較小。依據(jù)氘盈余d-excess與蒸發(fā)作用的相關(guān)性，通過瑞利分餾模型計(jì)算出板寨、陳旗和燈盞河蒸騰比率分別為78%，10±4％和24±1％。燈盞河地下水受蒸發(fā)的影響程度（14±1%）強(qiáng)于陳旗地下水（6±4%），燈盞河較高的蒸發(fā)比率與水田比重較大有關(guān)，而原始森林覆蓋下的板寨地下河流域自由水面或土面蒸發(fā)對地下水的影響極弱。研究結(jié)果表明地下水氫氧穩(wěn)定同位素組成變化特征可作為不同土地利用分布格局和環(huán)境變化對水循環(huán)影響的重要指標(biāo)，該指標(biāo)可為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候的南方喀斯特地下河流域蒸散發(fā)研究和水資源管理提供科學(xué)依據(jù)。
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