内蒙古多伦草地生态大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H的原位连续观测研究

孙晓敏, 李胜功, 温学发, 胡中民 

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 

由于¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比值和通量都受相似的生物和气象变量的影响，因此同时观测¹⁸O/¹⁶O和D/H将为生态系统水循环和生态过程研究，如水汽通量拆分，植物叶片水富集，光合作用同位素判别等提供更多有价值的信息。

    2006年，在中国科学院创新团队国际合作伙伴计划项目第一课题“生态系统变化的地面网络与卫星遥感联合观测与机理研究”的支持下，在大气水汽H₂¹⁸O、HD¹⁶O 和H₂¹⁶O激光痕量气体分析仪(TGA100A)的基础上，开发了大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H在线标定系统，成功构建了大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比值和通量的原位连续观测系统，其观测精度(小时尺度)可以达到甚至优于同位素质谱仪(Finnigan MAT253)的测定精度(Wen et al., 2008)。2007年，实现了北京大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比值(2006.12-2007.11)的原位连续观测研究(Wen et al., 2009)。2008年，在栾城站和国家自然科学基金面上项目“农田生态系统水汽氢氧稳定同位素比值和通量的原位连续观测与过程解析”的支持下，实现了冬小麦-夏玉米生态系统大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比值和通量的原位连续观测研究。

2009年，在多伦站和中国科学院百人计划“基于样带的草地生态系统碳水循环过程研究” 的支持下，正在开展内蒙古多伦草地生态系统大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比值与通量的原位连续观测研究。图1为内蒙古多伦站大气水汽同位素比值和通量原位连续观测的仪器配置。重点关注草地生态系统土壤蒸发和植物蒸腾组分拆分和植物叶片水¹⁸O/¹⁶O和D/H富集过程与机制。