高分辨率降水氧氘同位素变化及洞穴水响应:以河南鸡冠洞为例

来源：环境科学杂志2016年第1期北京时间：

作者：孙喆,杨琰,张萍,刘肖,梁沙,张娜,聂旭东,梁胜利,李建仓,凌新有,张志钦

单位：西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,西南大学地理科学学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715,国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地, 重庆 408435,西南大学地球化学与同位素实验室, 重庆 400715,河南省栾川县气象局, 栾川 471500,鸡冠洞风景名胜区管理处, 栾川 471500,鸡冠洞风景名胜区管理处, 栾川 471500,鸡冠洞风景名胜区管理处, 栾川 471500

摘要：大气降水稳定同位素受温度、雨量、海拔高程、水汽源等多种因素控制,进而影响洞穴水及沉积物的同位素变化.为了更好地认识我国南北交汇带季风敏感区洞穴水对降水的响应过程,本研究分析了2015年8月4~6日河南栾川县鸡冠洞强降雨和洞内4处地下水点样品,并结合2009~2015年栾川地区近6年大气降水氧氘同位素数据研究发现:①采用HYSPLIT模型可以将鸡冠洞强降雨划分为不同水汽来源的2个阶段:高空来自南中国海的水汽以及近地面来自内陆局地蒸发的水汽,并且可以记录在单场降雨期间雨水的δ18O变化特征上. ②近地面来自内陆局地蒸发水汽的蒸发过程一定程度上掩盖了温度效应,并使局地大气降水线的斜率、截距和雨水过量氘均减小. ③此次降雨期间鸡冠洞洞穴滴水δ18O特征主要响应夏季风海源水汽的降水;鸡冠洞洞穴滴水对降雨响应最快,间隔时间约为3 h,滴水δ18O随滴率升高变重,之后缓慢变轻;地下河具有相似的模式,稍有滞后;靠近洞口的池水反映出不同阶段的雨水δ18O变化的差异.

关键词：大气降水,洞穴水,水汽来源,δ18O,δD,蒸发,河南鸡冠洞,