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中亞地區山地湖泊流域同位素水文相關研究獲進展

2020-06-04 南京地理與湖泊研究所
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  中亞地區地域廣闊,主要包括哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和我國新疆維吾爾自治區(圖1)。該地區河流眾多,且多為國際河流,水資源時空分布不均且匱乏,這也是目前國際研究熱點。受氣候變化與人類活動影響,該地區山地湖泊流域水文循環過程(如蒸散發、徑流)和水環境發生了顯著變化。然而,中亞地區很多河流和湖泊缺少常規水文觀測,這也影響了該地區湖泊流域水文模型構建及其水資源的準確評估。

  在中國科學院泛第三極環境專項與國家自然科學基金等資助下,中國科學院南京地理與湖泊研究所中亞大湖區水土環境變化研究團隊博士吳華武等通過對中亞地區(如哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦)不同水體樣品收集,分析了其氫氧穩定同位素(δ18Oδ2H)組成時空變化,揭示了流域不同水體的轉化關系及其影響機理,獲取了中亞地區一手同位素數據集,為該地區山地湖泊流域同位素陸面過程耦合模型的構建提供關鍵參數,這些研究有助于科學認識在氣候變化背景下中亞山地湖泊流域的水文變化,將服務于山地湖泊流域水資源調控和水質管理等提供參考。

  研究發現中亞地區河、湖水中δ18O時空異質性主要受降水來源、流域景觀特征和局地水文過程等因素的交互影響(圖2),冰川融水是高山湖泊流域河水主要來源,揭示了流域河水同位素組成時空異質性及影響機制,辨析了流域地表特征對補給來源和蒸發強度影響的時空差異性。例如:(1)在哈薩克斯坦Zone1區河水中δ18Oδ2H值最小,最大值位于Zone2區,這主要由補給來源和蒸發強度差異引起的。(2)在吉爾吉斯坦河水中δ18O值變化特征如伊塞克湖流域>納倫流域>塔拉斯流域>宋湖流域,海拔是影響河水同位素變化的主要控制因素之一。(3)受冰川融水補給為主的東部塔吉克斯坦河水同位素值較小于其西部河水,另外發現塔吉克斯坦河水的主要水化學類型為Ca-HCO3型,水體離子主要來源于方解石和白云石風化,整體上塔吉克斯坦河水適合于飲用水和農業灌溉水。

  相關研究結果發表在CatenaScience of the Total Environment Hydrological Processes 等水文和環境領域主流刊物上。

  論文鏈接:1 2 3

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