在澳大利亚的降水稳定同位素

DOI: 10.12131/20200227文章编号： 2095 − 0780 −（2021）03 − 0019 − 08拟穴青蟹对饵料中稳定同位素富集效应的初步研究黄国强1，曹素会1，刘旭佳2，彭银辉3，刘永宏1，黄亮华1，钟声平1（1. 广西中医药大学海洋药物研究院，广西 南宁 530200； 2. 广西科学院广西北部湾海洋研究中心/广西近海海洋环境科学重点实验室，广西 南宁 530007； 3. 北部湾大学海洋学院/广西海洋生物多样性养护重点实验室，广西 钦州 535011）摘要： 稳定同位素分析技术已成为生态学中营养来源研究的重要手段，但前提需获得动物对不同饵料中稳定同位素的富集效应数据。

该实验以从红树林和邻近滩涂收集的犬牙珠鰕虎鱼 (Acentrogobius caninus )、李氏䲗 (Cal-lionymus richardsoni )、须赤虾 (Metapenaeopsis barbata )、杂色蛤 (Ruditapes philippinarum )、多齿围沙蚕 (Peri-nereis nuntia )，以及养殖的双齿围沙蚕 (P. aibuhitensis ) 为饵料，投喂拟穴青蟹 (Scylla paramamosain ) 幼蟹66 d 。

结果显示，杂色蛤、双齿围沙蚕和须赤虾对青蟹的养殖效果较好。

不同饵料的氮稳定同位素 (δ15N) 和碳稳定同位素 (δ13C) 含量均显著高于初始青蟹，青蟹摄食不同饵料后体内δ15N 和δ13C 含量显著提高，判别值∆13C 分别为0.7、−0.19、0.22、2.58、−0.12、2.75，∆15N 介于−2.98~0.21，大多数与普遍采用的作为判断直接捕食者与食物的差值标准判别值∆13C (0‰~1‰) 和∆15N (3‰~4‰) 有一定差距，这种差别可能是因为滩涂生物与其他生物对同位素的富集效应差别较大，也可能由于实验后期水温较低，青蟹生长慢、体质量增长率低，使体内碳 (C) 和氮(N) 未能充分更新引起。

澳大利亚地质综述（4）胡经国13、磷矿石（Phosphate）⑴、概况澳大利亚磷矿资源主要集中在以下两个地方。

一是昆州艾萨山南面150公里处的磷矿石山。

磷矿石山是世界级的磷块石资源。

该矿藏而且接近地表，极易开采。

该磷块石是制造高分解肥料的理想原料。

1999年，用该矿山的磷块石第一次加工出磷酸氢二铵。

二是印度洋中的圣诞岛。

该岛的磷矿石出口亚太和东南亚地区。

高级磷块石也是澳大利亚制造磷酸一胺肥料的原料。

磷酸氢二铵和磷酸一胺所含磷和氨的比率不同。

磷酸氢二铵（20% P and 18% N）适用于大面积农作物，如谷类、豆类、饲料、园艺、排种作物以及牧场。

磷酸一胺（22% P and 10% N）适用于帮助植物早生长和大面积作物对磷的吸收。

⑵、资源2002年，全球共有已探明有经济意义的磷矿资源170万吨。

其中，澳大利亚占有量不到1%。

它们主要集中在昆州的磷矿石山和印度洋中的圣诞岛，而且都是沉积磷矿石。

已探明有次经济意义的磷矿资源主要分布在西澳。

隐含磷矿资源主要分布在昆州、西澳和北领地。

⑶、生产2002年，澳大利亚共生产出肥料82.1吨。

其中，磷酸氢二铵71.83吨，磷酸一胺10.27吨。

⑷、世界排名2002年，全球共有已探明有经济意义的磷矿资源170万吨。

其中，澳大利亚占有量不到1%。

14、页岩油（Shale Oil）⑴、概况1吨有页岩的含铀量超过200升。

有页岩中的有机物是油母质。

油母质是普通石油的前驱。

澳大利亚商业上有价值的油页岩主要分布在昆州中部一些比较窄的岩系段和比较深广的盆地。

⑵、资源据2002年评估，澳大利亚拥有已探明有经济意义的页岩油资源 4.6GL （2900万桶）；次经济意义的页岩油资源3921.1GL（2470万桶）。

⑶、生产昆州中部所有10个油页岩矿床都属于南太石油公司占有。

2002年，位于昆州格拉德斯通附近的斯图阿尔特工厂共产出石油5150万升（324000桶）。

⑷、世界排名据2001年世界能源委员会的调查报告，约旦、澳大利亚和摩洛哥是世界上油页岩最大的资源国。

我国北方降水稳定同位素初步分析摘要：本文根据全球降水同位素观测网GNIP数据，参照全球大气降水同位素组成的赋存、分布规律，初步总结了北方地区大气降水稳定同位素背景值的基本分布特征和赋存、变化规律。

得出了部分城市的雨水线和全国雨水线，讨论了影响降水同位素组成变化的相关因素；同时通过对北方地区部分城市的温度效应、纬度效应以及雨量效应进行分析，进一步得出影响北方降水稳定同位素的主要因素。

关键词：北方地区；降水同位素；δD；δ18O1、引言稳定同位素是自然水体中的重要组成部分，它们非常敏感地响应环境的变化。

降水是水循环过程中一个重要环节。

不同地区大气降水中氢氧稳定同位素的组成是不同的。

降水同位素的经典模式认为这种同位素值的差别是由于云团的冷凝遵循瑞利分馏的过程。

降水中同位素值的瑞利分馏简化公式如下：δ降水=(δ降水为降水的δD或δ18O值，为云团中剩下蒸汽的百分比，为降水在冷凝温度t时的分馏系数。

根据定义：或δ18O =δDSMOW为标准平均大洋水，常温时>1，从瑞利分馏公式可以看出，δ降水值随着的减少而逐渐变小。

如果云团在赤道附近的洋面上形成后向两极移动，则该云团在不同地区的降水就会表现出不同的δ值，运移的距离愈远，δ值愈负[1]。

2、数据来源及方法本文降水中氧稳定同位素的数据主要来自全球降水同位素观测网GNIP (global network of isotope in precipitation，GNIP；)。

通过GNIP网的数据分析全国雨水线以及北方哈尔滨、天津、石家庄、包头、锦州、长春、太原、烟台八个城市δD和δ18O的关系，得出北方整体降水特征以及各地区在特定地理条件下的独特特征；通过对北方八个城市温度效应、纬度效应、雨量效应以及季节差异的相关性分析，初步总结影响北方整体降水同位素的因子。

3、北方部分城市降水中δD和子δ18O间的线性相关关系研究降水中雨水线特征及其影响因素是同位素水文地球化学的重要基础课题。

第４０卷第５期２０２０年３月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．４０，Ｎｏ．５Ｍａｒ．，２０２０基金项目：国家自然科学基金项目（４１２７１２０３，４１７６１１１５）收稿日期：２０１９⁃０１⁃１７；㊀㊀网络出版日期：２０１９⁃１２⁃１７∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙｍｊｉａｏ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１９０１１７０１４２徐秋娥，刘澄静，角媛梅，肖敏轩，丁银平，张育豪，马帆，张园园．稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响．生态学报，２０２０，４０（５）：１７０９⁃１７１７．ＸｕＱＥ，ＬｉｕＣＪ，ＪｉａｏＹＭ，ＸｉａｏＭＸ，ＤｉｎｇＹＰ，ＺｈａｎｇＹＨ，ＭａＦ，ＺｈａｎｇＹＹ．ＩｍｐａｃｔｓｏｆｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｃｈａｒｇｅｏｆＨａｎｉＲｉｃｅＴｅｒｒａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２０，４０（５）：１７０９⁃１７１７．稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响徐秋娥，刘澄静，角媛梅∗，肖敏轩，丁银平，张育豪，马㊀帆，张园园云南师范大学旅游与地理科学学院，昆明㊀６５０５００摘要：稳定氢氧同位素可有效示踪区域降水水汽来源，旱季降水补给对大规模哈尼梯田的持续存在具有重大影响㊂以哈尼梯田世界遗产核心区的全福庄河流域为研究对象，在２０１５年１１月 ２０１６年４月间的旱季期间逐月采集处于不同海拔的７个样点的降水样品４２个，分析其稳定氢氧同位素组成的变化及其影响因子，并利用后向轨迹模型（ＨＹＳＰＬＩＴ）追踪其水汽来源㊂结果表明：１）该区局地大气降水线方程为δＤ＝７．３１δ１８Ｏ＋１９．８（Ｒ２＝０．９４，Ｐ＜０．０１，ｎ＝４２），斜率较全球降水线小而截距偏大，说明研究区有多个水汽来源地㊂２）旱季降水δ１８Ｏ和ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ在前期快速富集，后期δ１８Ｏ富集的速度减缓，ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ则快速降低，体现出水汽来源具有时间差异，但两者在空间变化上不明显㊂３）旱季降水δ１８Ｏ与降水量㊁温度和相对湿度的多元线性回归方程为：δ１８Ｏ＝－０．００２Ｐ－０．８６Ｔ－０．３９Ｈ＋３８．２２（Ｒ２＝０．９６，Ｐ＝０．０５），表明其变化是多因素综合影响的结果㊂４）结合δ１８Ｏ㊁ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ和ＨＹＳＰＬＩＴ模型分析，该区旱季主要有３条水汽来源路径，其中西风南支和局地水汽补给较少，占优势的西南季风除２月份外其余各月占７０％左右㊂５）研究区旱季降水量总体较少，但西南季风在１１月带来的降水为 灌水养田 提供了水源，在４月的降水为 冲水肥田 和 栽插准备 活动提供了必要水源，从而保障了梯田旱季的用水需求㊂关键词：哈尼梯田；稳定氢氧同位素；氘盈余；ＨＹＳＰＬＩＴ模型；水汽来源；降水补给ＩｍｐａｃｔｓｏｆｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｃｈａｒｇｅｏｆＨａｎｉＲｉｃｅＴｅｒｒａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎＸＵＱｉｕｅ，ＬＩＵＣｈｅｎｇｊｉｎｇ，ＪＩＡＯＹｕａｎｍｅｉ∗，ＸＩＡＯＭｉｎｘｕａｎ，ＤＩＮＧＹｉｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｕｈａｏ，ＭＡＦａｎ，ＺＨＡＮＧＹｕａｎｙｕａｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｏｕｒｉｓｍａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，ＹｕｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５００，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｔｒａｃｅｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｃｈａｒｇｅｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＨａｎｉＲｉｃｅＴｅｒｒａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｅｌｅｃｔｅｄｔｈｅＱｕａｎｆｕｚｈｕａｎｇＲｉｖｅｒＢａｓｉｎｉｎｔｈｅｃｏｒｅａｒｅａｏｆＨａｎｉＲｉｃｅＴｅｒｒａｃｅｓＷｏｒｌｄＨｅｒｉｔａｇｅａｓｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎｆｒｏｍＮｏｖｅｍｂｅｒ２０１５ｔｏＡｐｒｉｌ２０１６．Ｗｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｏｔｏｐｅａｎｄｉｔｓｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｕｓｅｄＨＹＳＰＬＩＴｍｏｄｅｌｔｏｔｒａｃｋｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ：１）ｔｈｅＬｏｃａｌＭｅｔｅｏｒｉｃＷａｔｅｒＬｉｎｅｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓδＤ＝７．３１δ１８Ｏ＋１９．８（Ｒ２＝０．９４，Ｐ＜０．０１，ｎ＝４２），ｗｉｔｈｓｍａｌｌｅｒｓｌｏｐｅｔｈａｎｔｈｅＧｌｏｂａｌＭｅｔｅｏｒｉｃＷａｔｅｒＬｉｎｅａｎｄｌａｒｇｅｒｉｎｔｅｒｃｅｐｔ．２）Ｔｈｅδ１８Ｏａｎｄｄ⁃ｅｘｃｅｓｓｒａｔｅｒａｐｉｄｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｄｒｙｓｅａｓｏｎ，ｂｕｔδ１８Ｏｒａｔｅｗａｓｓｌｏｗｄｏｗｎｉｎｔｈｅｌａｔｅｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄｔｈｅｄ⁃ｅｘｃｅｓｓｒａｔｅｒａｐｉｄｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｓｈａｄｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｗａｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ．３）Ｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｏｆδ１８Ｏａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ，ａｎｄ０１７１㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀ｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎｉｓδ１８Ｏ＝０．００２Ｐ－０．８６Ｔ－０．３９Ｈ＋３８．２２（Ｒ２＝０．９６，Ｐ＝０．０５），ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｏｔｏｐｉｃｃｈａｎｇｅｓｗａｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｃｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ．４）Ｔｈｅｂａｃｋｗａｒｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｏｄｅｌｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｍａｉｎｔｈｒｅｅｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅｒｏｕｔｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ．ＴｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｖａｐｏｒｆｒｏｍＳｏｕｔｈＢｒａｎｃｈｏｆｗｅｓｔｅｒｌｙａｎｄｌｏｃａｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｗｅｒｅｌｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎｍｏｎｓｏｏｎａｃｃｏｕｎｔｅｄｆｏｒａｂｏｕｔ７０％ｉｎｅｖｅｒｙｍｏｎｔｈｅｘｃｅｐｔＦｅｂｒｕａｒｙ．５）Ｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｗａｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｓｍａｌｌｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ，ｂｕｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｍｏｎｓｏｏｎｐｒｏｖｉｄｅｄｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｉｎＮｏｖｅｍｂｅｒ．ＴｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｆｒｏｍｓｏｕｔｈｗｅｓｔｍｏｎｓｏｏｎｎｅｘｔｙｅａｒｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｐｌａｎｔｉｎｇｉｎＡｐｒｉｌ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｖｉｄｅｄｎｅｃｅｓｓａｒｙｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄｏｆｔｅｒｒａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＨａｎｉＲｉｃｅＴｅｒｒａｃｅ；ｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓ；ｄｅｕｔｅｒｉｕｍｅｘｃｅｓｓ；ＨＹＳＰＬＩＴｍｏｄｅｌ；ｍｏｉｓｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｃｈａｒｇｅ利用稳定氢氧同位素追踪降水的水汽来源是国际大气和水文科学的热点领域［１⁃３］㊂降水中稳定氧（Ｏ１８）和氘（Ｄ）同位素是水汽来源的天然示踪剂［４⁃５］，是区域及全球水循环中的一个重要输入项，其丰度与形成时的气象条件及水汽源区的初始状态存在密切联系［３，６］㊂因此，同位素环境效应可作为降水来源的自然示踪剂来反演大气过程［７］，判别不同区域的水汽来源［４，８］，反映区域气候特征［９］，进而深入了解区域水循环过程［１０］㊂目前关于降水稳定氢氧同位素组成及其水汽来源的研究，已在中国的西南地区［１１］㊁西北地区［１２］㊁东北地区［１３］㊁东部沿海地区［１４］㊁青藏高原［１５］等地区展开，这些研究深入探讨了不同区域水汽来源的方向㊁数量等特征，以及季风区与非季风区㊁冬季风与夏季风的水汽来源差异等方面㊂整体上，大区域乃至全国范围的大气稳定氢氧同位素分布特征㊁同位素效应及其输送过程变化规律与机制等已经取得了重要的研究成果［１６⁃２０］㊂但目前的研究，在空间上对北方非季风区水汽来源的研究要多于对南方季风区的研究；在尺度上则缺乏对于小尺度地区的水汽来源及其运移过程的精细研究；在时间上则比较注重对雨季（夏季风）水汽来源的研究而缺乏对旱季（冬季风）的研究㊂在季风区，相比于降水较多的雨季，旱季较少的降水和水汽来源及其区域效应则更应该受到较多的研究和关注㊂哈尼梯田世界文化景观遗产位于我国西南部，属典型的亚热带季风气候区，旱季（１１月 次年４月）降水较少和雨季（５月 １０月）降水较多［２１］㊂研究区内降水水汽来源及其影响因素非常复杂，旱雨季存在明显差异［２２］㊂水作为维系哈尼梯田遗产景观稳定性的关键因素，尤其在降水匮乏的旱季梯田内 灌水养田 和 冲水肥田 等农业生产活动都需要大量水源支持，降水作为哈尼梯田区最主要的补给水源，明晰旱季降水水汽来源㊁循环过程及其影响因素对哈尼梯田的农业生产㊁遗产保护都具有十分重要的作用㊂因此，本研究通过对哈尼梯田区旱季降水稳定氢氧同位素时空变化特征的分析，旨在揭示１）影响旱季降水稳定同位素组成的主要环境因子及其相互关系；２）旱季水汽来源及其比例；３）哈尼梯田区旱季降水对梯田的补给情况及其生态意义㊂１㊀研究区与研究方法１．１㊀研究区研究区位于全福庄河小流域，属于哈尼梯田文化景观遗产核心区的坝达片区［２３］，地处云南省红河哈尼族彝族自治州元阳县㊂经纬度范围在１０２ʎ４３ᶄ１６ᵡ １０２ʎ５０ᶄ３９ᵡＥ㊁２３ʎ５ᶄ２０ᵡ ２３ʎ１３ᶄ１８ᵡＮ之间㊂研究区地处哀牢山南段，属红河一级支流麻栗寨河的源头区为扇形小流域，流域地势南高北低，呈阶梯状逐渐降低，海拔范围在１４５０ ２２６１ｍ之间，相对高度８１１ｍ，面积约１３．９２ｋｍ２㊂区内垂直气候差异明显，１８００ｍ以上为北亚热带气候和温带气候，年均温在１５ħ左右，年均降水量１８００ｍｍ；海拔１８００ｍ以下地区为中㊁南亚热带气候，为梯田主要分布区，年均温为１７ħ，年均降水量１５００ｍｍ㊂旱雨季分明［２４］，雨季降水量１０８９．７ｍｍ，旱季降水量仅为３０７．９ｍｍ，降水的水汽来源与影响降水的因素比较复杂㊂１．２㊀降水样品采集与测试在收集研究区相关资料和前人研究方法的基础上结合研究区实际情况，于２０１５年１１月和１２月至２０１６年１月至４月在研究区按月采集研究区旱季降水，采样点位置通过手持ＧＰＳ确定，所设置的７个样点按海拔梯度分布：样点１（１５００ｍ）㊁样点２（１６８０ｍ）㊁样点３（１７９８ｍ）㊁样点４（１８８９ｍ）㊁样点５（１９５７ｍ）㊁样点６（２００４ｍ）和样点７（２０２４ｍ），共采集有效大气降水样品４２个（图１）㊂采集样品时，先用自制的雨水收集器收集雨水，到该月结束后对桶内收集的雨水进行采集，并记录月降水量㊂收集雨水收集器中雨水样品时，先将１００ｍＬ聚乙烯瓶用雨水清洗３次，迅速灌满，使瓶内无气泡后用密封胶封口，贴好标签㊂气象数据采集来自设立于全福庄中寨（样点３）的ＤＡＶＩＳＶａｎｔａｇ自动气象站，每小时一个数据，具体采集气象数据包括降水量㊁室外温度㊁室外湿度㊁风速㊁风向㊁气压等㊂图１㊀研究区与采样点分布图Ｆｉｇ．１㊀Ｓｔｕｄｙａｒｅａａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ稳定氢氧同位素测试在云南师范大学高原湖泊生态与全球变化重点实验室进行㊂采用ＰｉｃａｒｒｏＬ２１３０⁃ｉ超高精度液态水和水汽同位素分析仪上测定，液态水测试结果的δ１８Ｏ确保精度ʃ０．１ɢ，δＤ确保精度ʃ０．５ɢ，最终分析结果是用相对于维也纳标准平均海洋水（Ｖ⁃ＳＭＯＷ）的千分差表示：δ１８Ｏ＝（ＲＯ－ｓａｍｐｌｅＲＶ－ＳＭＯＷ－１）ˑ１０００ɢ（１）δＤ＝（ＲＤ－ｓａｍｐｌｅＲＶ－ＳＭＯＷ－１）ˑ１０００ɢ（２）式中，ＲＯ－ｓａｍｐｌｅ为水样中稳定氧同位素比率Ｒ（１８Ｏ／１６Ｏ），ＲＤ－ｓａｍｐｌｅ为为水样中稳定氢同位素比率Ｒ（Ｄ／Ｈ），ＲＶ－ＳＭＯＷ为维也纳标准平均海洋水中稳定氧和氢同位素比率Ｒ（１８Ｏ／１６Ｏ）和Ｒ（Ｄ／Ｈ）㊂１９６４年Ｄａｎｓｇａａｒｄ［１］根据Ｃｒａｉｇ［７］得出的全球大气降水线提出并定义了氘盈余值（又称过量参数，简称ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值），用来反映本地降水与全球降水的稳定氢氧同位素分馏程度㊂ｄ＝δＤ－８ˑδ１８Ｏ（３）１．３㊀数据处理与后向轨迹模型（ＨＹＳＰＬＩＴ）研究区采样点和地形图由地理空间数据域提供的３０ｍˑ３０ｍ的数字高程模型（ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｖａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ，ＤＥＭ）在ＡｒｃＧＩＳ１０．０软件中进行制图综合得出㊂稳定氢氧同位素测试结果采用ＳＰＳＳ２０软件进行统计分析，主要分析方法包括相关性分析㊁一元回归分析和假设检验等，分析结果图采用Ｇｒａｐｈｅｒ１２软件制作㊂１１７１㊀５期㊀㊀㊀徐秋娥㊀等：稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响㊀旱季不同时间大气降水水汽的来源轨迹，采用的是后向轨迹模型（ＨｙｂｒｉｄＳｉｎｇｌｅＰａｒｔｉｃｌｅＬａｇｒａｎｇｉａｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＭｏｄｅｌ，简称ＨＹＳＰＬＩＴ模型）［２５⁃２６］的轨迹模拟结果，该模型是由美国国家海洋和大气管理局（ＮＯＡＡ）的空气资源实验室和澳大利亚气象局联合研发的用于计算和分析大气污染物输送㊁扩散轨迹，并可以实时预报风场形势㊁研究水汽输送轨迹的专业模型㊂模型运行的初始时间为ＵＴＣ时间０时，高度为５００ｍ（距研究区地面），追踪点为位于研究区样点中间位置的样点３，向后追踪５ｄ，即１２０ｈ，这样即可覆盖连续性降水，还可提高追踪水汽来源的精度㊂同时结合实际情况和前人相关研究对轨迹模拟结果进行聚类分析和ＧＩＳ制图综合，得出旱季大气运动的后向轨迹图㊂２㊀结果与分析２．１㊀降水中稳定氢氧同位素分析２．１．１㊀本地大气降水线依据研究区所采旱季降水稳定氢氧同位素数据，得出研究区局地大气降水线（ＬｏｃａｌＭｅｔｅｏｒｉｃＷａｔｅｒＬｉｎｅ，ＬＭＷＬ）方程为：δＤ＝７．３１δ１８Ｏ＋１９．８（Ｒ２＝０．９４，Ｐ＜０．０１，ｎ＝４２），表明研究区旱季降水的稳定氢氧同位素组成具有极好的相关性（图２）㊂如图２所示，研究区降水稳定氢氧同位素值全部位于全球大气降水线（ＧｌｏｂａｌＭｅｔｅｏｒｉｃＷａｔｅｒＬｉｎｅ，ＧＭＷＬ）上方，且ＬＭＷＬ的斜率７．３１要小于ＧＭＷＬ的斜率８，这表明该区降水来源于具有不同稳定氢氧同位素比率的源地，且降水形成过程中还受到蒸发等其他环境因素的影响，故出现１８Ｏ偏离ＧＭＷＬ的现象㊂此外在局地降水上，旱季降水稳定氢氧同位素值存在明显的月间差异，同位素值呈现出随时间变化而不断富集的趋势，这种趋势在一定程度上也反映了研究区不同月份降水的形成过程存在差异㊂２．１．２㊀大气降水δ１８Ｏ㊁ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ变化特征根据旱季７个样点降水同位素δ１８Ｏ在不同月份的分布情况可知（图３），δ１８Ｏ的变化范围在－８．９７ɢ －０．９２ɢ之间，平均值为－４．４７，总体上旱季δ１８Ｏ富集㊂从时间上看，旱季降水同位素δ１８Ｏ值随旱季的深入逐渐富集，并呈现出旱季前期（１１月至次年１月）和后期（次年２月至次年４月）两个不同的增长阶段㊂其中，在旱季前期降水同位素素δ１８Ｏ值快速富集，变化率为２．６９ɢ／月；在旱季后期降水δ１８Ｏ值富集的速度减缓，变化率为０．６０ɢ／月㊂从空间上看，各月样点降水同位素值差异较小，随海拔变化的情况不明显，这与相对较小的海拔梯度有关㊂图２㊀大气降水δ１８Ｏ和δＤ的关系Ｆｉｇ．２㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎδ１８ＯａｎｄδＤ图３㊀旱季降水δ１８Ｏ和ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ的时间变化㊀Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｄｅｕｔｅｒｉｕｍｅｘｃｅｓｓａｎｄδ１８Ｏｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ２１７１㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀㊀㊀从降水同位素ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值在不同月份的分布情况来看（图３），研究区旱季ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值范围在１２．４４ɢ ３１．１１ɢ之间，平均值为２２．８７，要明显大于全球ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值的１０ɢ㊂在旱季氘盈余值随时间的变化也存在两个阶段的特征，在旱季前期ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ不断上升，变化率为３．７１ɢ／月；在旱季后期ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ不断降低，变化率为－４．８０ɢ／月㊂在空间上，各月样点降水ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值差异较小，随海拔变化的情况不明显㊂２．２㊀影响降水δ１８Ｏ的环境因子将各样点降水稳定氧同位素的月平均值与各环境因子（降水量㊁温度和相对湿度）进行分析，结果见表１和图４㊂表１㊀研究区旱季降水平均δ１８Ｏ与主要环境因子的关系Ｔａｂｌｅ１㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎａｖｅｒａｇｅδ１８Ｏａｎｄｍａｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ环境因子Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒ一元回归Ｕｎａｒｙｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ二元回归Ｂｉｎａｒｙｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ方程ＥｑｕａｔｉｏｎＲ２Ｐ方程ＥｑｕａｔｉｏｎＲ２Ｐ降水量Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ／ｍｍδ１８Ｏ＝－０．０３Ｐ－２．３６０．２００．３８δ１８Ｏ＝－０．０１Ｐ２＋０．９８Ｐ－５．８００．２１０．７０温度Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ħδ１８Ｏ＝０．１１Ｔ－５．８６０．０２０．７９δ１８Ｏ＝０．４６Ｔ２－１１．８６Ｔ＋６７．９２０．８２０．０８相对湿度ＲｅｌａｔｉｖｅＨｕｍｉｄｉｔｙ／％δ１８Ｏ＝－０．１７Ｈ＋９．４５０．４９０．３０δ１８Ｏ＝－０．０１Ｈ２＋１．８３Ｈ－６６．０６０．５５０．１２图４㊀旱季降水量㊁温度㊁相对湿度的变化Ｆｉｇ．４㊀Ｃｈａｎｇｅｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ２．２．１㊀大气降水δ１８Ｏ与各环境因子的一元回归分析７个样点降水δ１８Ｏ平均值与降水量㊁温度和相对湿度的一次和二次拟合方程Ｐ值均大于０．０５（表１），表明三者均不是影响降水δ１８Ｏ变化的主要因素㊂这是由于大气降水在凝结过程中，由于旱季相对湿度较低且温度较高，降水分馏以动力过程为主，雨滴在下降过程中经历了二次蒸发过程或雨滴凝结时混入了一定量的局地循环的水汽㊂２．２．２㊀大气降水δ１８Ｏ与各环境因子的多元回归分析通过以上分析，在旱季，各样点旱季降水同位素值与温度㊁降水量和相对湿度的相关性未通过相关系数临界值检验，即旱季降水δ１８Ｏ没有明显的主导性环境因子㊂综合考虑旱季降水同位素δ１８Ｏ与降水量㊁温度和相对湿度各主要环境因子的影响，对旱季降水δ１８Ｏ值与各环境因子做多元回归分析，回归方程为：δ１８Ｏ＝－０．００２Ｐ－０．８６Ｔ－０．３９Ｈ＋３８．２２（Ｒ２＝０．９６，Ｐ＝０．０５），式中Ｐ为降水量（ｍｍ），Ｔ为温度（ħ），Ｈ为相对湿度（％），其相关系数为０．９８，说明旱季降水同位素变化是多因素综合影响的结果，局地水汽循环过程显著㊂２．３㊀旱季降水的水汽来源２．３．１㊀氘盈余指示的水汽来源从降水同位素ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ值在不同月份的变化特征来看（图３），旱季氘盈余值随时间的变化也存在两个阶３１７１㊀５期㊀㊀㊀徐秋娥㊀等：稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响㊀４１７１㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀段的特征，在旱季前期ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ不断上升，变化率为３．７１ɢ／月；在旱季后期ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ不断降低，变化率为－４．８０ɢ／月㊂在与环境因子的相关性方面，ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ与温度和相对湿度都有显著的相关性，在０．０５的显著性水平下，ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ与温度和相对湿度相关系数分别为－０．８９，０．８１㊂这说明旱季降水的ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ更能够展现局地环境因子对降水同位素的影响，而与降水量较低的相关性则是由旱季降水较少和影响因素较多造成的㊂从图３可知，可根据ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ变化情况将研究区的水汽来源分为旱季前期和后期两类，旱季前期不断升高的ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ说明研究区水汽来源正逐渐从海洋水汽向大陆水汽转变，降水δ１８Ｏ逐渐富集，整体上呈现出同位素富集的情况；旱季后期ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ逐渐降低则说明的水汽来源又从大陆水汽逐渐转变为海洋水汽，降水δ１８Ｏ虽然没有逐渐贫化，但富集趋势开始变得平缓，这可能与这个时段的降水量偏少有关㊂２．３．２㊀基于后向轨迹模型的水汽来源不同的水汽来源是影响降水同位素组成的关键因素，利用ＨＹＳＰＬＩＴ模型对旱季水汽来源进行轨迹模拟得出旱季大气运动的后向轨迹图（图５），结果如下：在整个旱季，水汽输送主要有西南输送水汽（ＳＷ）㊁西风南支输送水汽（ＳＢ）㊁西风北支输送水汽（ＮＢ）㊁北方冷空气输送水汽（ＮＥ）以及东南太平洋水汽（ＳＥ），此外还有部分局地水汽（Ｌｏｃａｌ）等６个主要水汽来源㊂其中以西南输送水汽最多，约占整个旱季的６７％；其次为西风南支输送水汽，约占整个旱季的１２％；其余水汽贡献比例较少，整体上均小于１０％，但在个别月份略有上升㊂因此，在整个旱季西南水汽和西风南支水汽是研究区主要的水汽来源㊂在旱季各月间，１１月至次年２月，西南输送水汽来源比例逐渐较少，次年３月至４月又逐渐增多，同时西南输送水汽比例又在一定程度上与西风南支和局地水汽比例成反比，这与ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ的分析结果基本一致㊂其中，西风南支输送水汽比例在１１月至次年１月逐渐增加，而次年２月至４月又逐渐减小；局地水汽比例则在次年２月急剧增加，而２月以后又逐渐减少㊂在降水δ１８Ｏ方面，由于旱季前期源于西南输送的海洋水汽逐渐减少，局地水汽和西风南支输送的大陆水汽逐渐增多，δ１８Ｏ也在不断富集；虽然在旱季后期西南季风输送水汽的比例逐渐增加，局地水汽和西风南支输送水汽比例不断减少，但由于降水量较少且相对湿度较高（图５），降水δ１８Ｏ没有出现逐渐贫化的情况，只是富集趋势有所降低㊂这说明，不同水汽来源的水汽也会受到局地环境因素的影响，影响结果大小一定程度上取决于水汽所形成的降水量的大小㊂３㊀讨论３．１㊀旱季大气降水δ１８Ｏ与各环境因子的关系在本研究中，旱季降水同位素值与降水量㊁温度和相对湿度的相关性并不显著，即旱季降水δ１８Ｏ没有明显的主导性环境因子㊂而一般认为降水稳定同位素组成变化受到了水汽凝结时温度㊁水汽输送方式㊁降水的季节变化㊁降水期间的温度和湿度等因素影响［１１］㊂Ｄａｎｓｇａａｒｄ定义了降水中δ１８Ｏ与温度之间存在显著正相关性关系为温度效应，而降水中δ１８Ｏ与降水量之间存在反相关性，将此现象定义为降水量效应［１］㊂田立德㊁刘忠方等［２７］人认为高纬度地区影响降水稳定同位素组成变化的主要是温度因素，而在低纬度热带及亚热带地区则为降水量㊂在季节尺度上，哈尼梯田地区的大气降水稳定氢氧同位素组成具有明显的季节性，旱雨季差异较大，由于雨季平均气温较旱季大，且降水量集中在雨季，旱季与雨季水汽来存在差异，雨季存在明显的温度效应［１］，这与环境同位素的分馏作用主要受制于相变过程中的温度的说法一致［２８⁃２９］，旱季降水量少，旱季没有主导性因子㊂但在年尺度上看，由于季风的控制哈尼梯田区降水多集中在温度较高的雨季，全年降水δ１８Ｏ值存在明显降水量效应［２１］㊂３．２㊀旱季降水水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响章新平等［３０］的研究表明，中国西南地区旱季降水稳定同位素比率和ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ较大，主要受大陆性气团影响，水汽主要来源于西风带的输送和内陆再蒸发水汽的补给㊂本研究的水汽来源分析表明，哈尼梯田区不仅受少量的西风南支和局地水汽补给，更多的是受西南季风的影响，除２月份占比为４３％外，其余月份均占图５㊀研究区旱季水汽来源后向轨迹示意图Ｆｉｇ．５㊀Ｃｌｕｓｔｅｒｏｆｂａｃｋｗａｒｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｆｒｏｍｓｔｕｄｙａｒｅａｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ７０％左右（图５），使１１月和次年４月都出现较多的降水量（图４），从而为哈尼梯田秋末（１１月）的 灌水养田 活动和春初（４月）的 冲水肥田 活动所需的水源提供有效补给㊂在研究区的梯田内，旱季灌水养田时的水深一般为２０ ２５ｃｍ，梯田储水量为０．２５ｍ３／ｍ２［３１］㊂由于旱季灌水养田时田水一般不会排出，且梯田底泥底一般为黏土，透水性弱，因此蒸发是旱季田水损失的主要原因㊂要保证研究区旱季梯田水体的稳定和持续，５１７１㊀５期㊀㊀㊀徐秋娥㊀等：稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响㊀图６㊀旱季降水量和蒸发量Ｆｉｇ．６㊀Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎ研究区旱季的降水量必须要大于蒸发量㊂根据研究区２０１５ ２０１６年的旱季降水量（４２４．９３ｍｍ）和旱季蒸发量（３９３．２４ｍｍ）计算出的干燥度为０．９３，小于１（图６），研究区在旱季依然达到了湿润地区的指标㊂这说明研究区旱季的降水能够完全保证梯田区旱季灌水养田的需求，保障了旱季哈尼梯田农业生产活动，是实现哈尼梯田千年的可持续发展的关键因素㊂４㊀结论哈尼梯田世界遗产核心区全福庄河流的局地大气降水线方程为δＤ＝７．３１δ１８Ｏ＋１９．８（Ｒ２＝０．９４，Ｐ＜０．０１，ｎ＝４２），δ１８Ｏ和ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ前期均快速富集，后期则是δ１８Ｏ富集速度减缓但ｄ⁃ｅｘｃｅｓｓ快速降低㊂在旱季中，降水δ１８Ｏ与降水量㊁温度和相对湿度等因子方程为δ１８Ｏ＝－０．００２Ｐ－０．８６Ｔ－０．３９Ｈ＋３８．２２（Ｒ２＝０．９６，Ｐ＝０．０５，ｎ＝４２）㊂ＨＹＳＰＬＩＴ模型结果显示旱季主要有西南季风（６７％）㊁西风南支（１２％）和局地水汽（８％）等３个水汽来源，西南季风带来的降水在旱季末期（１１月）为 灌水养田 ，以及次年最干旱月份（４月）的 冲水肥田 和 栽插准备 等梯田农事活动提供了充足的水源保障㊂致谢：云南师范大学高原湖泊生态与全球变化重点实验室对同位素测试给予支持，特此致谢㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀ＤａｎｓｇａａｒｄＷ．Ｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｅｌｌｕｓ，１９６４，１６（４）：４３６⁃４６８．［２］㊀ＤａｎｓｇａａｒｄＷ．ＴｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆＯ１８ｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｗａｔｅｒａｎｄｗａｔｅｒｖａｐｏｕｒ．Ｔｅｌｌｕｓ，１９５３，５（４）：４６１⁃４６９．［３］㊀ＨｏｌｌｉｎｓＳＥ，ＨｕｇｈｅｓＣＥ，ＣｒａｗｆｏｒｄＪ，ＣｅｎｄóｎＤＩ，ＭｅｒｅｄｉｔｈＫＴ．ＲａｉｎｆａｌｌｉｓｏｔｏｐｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｖｅｒｔｈｅＡｕｓｔｒａｌｉａｎｃｏｎｔｉｎｅｎｔ－Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｈｙｄｒｏｌｏｇｙａｎｄｉｓｏｓｃａｐｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１８，６４５：６３０⁃６４５．［４］㊀Ａｒａｇｕáｓ－ＡｒａｇｕáｓＬ，ＦｒｏｅｈｌｉｃｈＫ，ＲｏｚａｎｓｋｉＫ．ＳｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｖｅｒｓｏｕｔｈｅａｓｔＡｓｉａ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ：Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ，１９９８，１０３（Ｄ２２）：２８７２１⁃２８７４２．［５］㊀李广，章新平，吴华武，张剑明，魏乃琼，黄煌．云南大气降水中δ１８Ｏ与气象要素及水汽来源之间的关系．自然资源学报，２０１４，２９（６）：１０４３⁃１０５２．［６］㊀胡勇博，肖薇，钱雨妃，刘强，谢成玉，张秀芳，张文庆，温学发，刘寿东，李旭辉．水汽源地和局地蒸发对大气降水氢氧稳定同位素组分的影响．环境科学，２０１９，４０（２）：５７３⁃５８１．［７］㊀ＣｒａｉｇＨ．Ｉｓｏｔｏｐｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｍｅｔｅｏｒｉｃｗａｔｅｒｓ．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９６１，１３３（３４６５）：１７０２⁃１７０３．［８］㊀陈曦，李志，程立平，刘文兆，王锐．黄土塬区大气降水的氢氧稳定同位素特征及水汽来源．生态学报，２０１６，３６（１）：９８⁃１０６．［９］㊀章新平，姚檀栋．全球降水中氧同位素比率的分布特点．冰川冻土，１９９４，１６（３）：２０２⁃２１０．［１０］㊀郭政昇，郑国璋，赵培，肖杰．水汽源区变化对黄河中游降水稳定同位素的影响．自然资源学报，２０１８，３３（１１）：１９７９⁃１９９１．［１１］㊀李维杰，王建力，王家录．西南地区不同地形降水稳定同位素特征及其水汽来源．长江流域资源与环境，２０１８，２７（５）：１１３２⁃１１４２．［１２］㊀刘洁遥，张福平，冯起，李宗省，朱艺文，聂硕，李玲．西北地区降水稳定同位素的云下二次蒸发效应．应用生态学报，２０１８，２９（５）：１４７９⁃１４８８．［１３］㊀李小飞，张明军，马潜，李亚举，王圣杰，汪宝龙．我国东北地区大气降水稳定同位素特征及其水汽来源．环境科学，２０１２，３３（９）：２９２４⁃２９３１．［１４］㊀薛积彬，钟巍，赵引娟．广州大气降水中δ１８Ｏ与气象要素及季风活动之间的关系．冰川冻土，２００８，３０（５）：７６１⁃７６８．［１５］㊀田立德，马凌龙，余武生，刘忠方，尹常亮，赵中平，唐威，王瑜．青藏高原东部玉树降水中稳定同位素季节变化与水汽输送．中国科学Ｄ辑：地球科学，２００８，３８（８）：９８６⁃９９２．［１６］㊀ＪｉａＷＸ，ＭａＸＧ，ＸｕＸＴ，ＹｕａｎＲＦ，ＤｉｎｇＤ，ＺｈｕＧＦ．ＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｐｏｒｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｒｎＱｉｌｉａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｕｎｔａｉｎＳｃｉｅｎｃｅ，２０１８，１５（１０）：２２０７⁃２２１７．６１７１㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀［１７］㊀ＺｈａｎｇＭＪ，ＷａｎｇＳＪ．ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｏｔｏｐｅｓｉｎｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓａｓａｋｅｙｔｏｗａｔｅｒｃｙｃｌｅｉｎａｒｉｄｃｅｎｔｒａｌＡｓｉａ．ＳｃｉｅｎｃｅｓｉｎＣｏｌｄａｎｄＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎｓ，２０１８，１０（１）：２７⁃３７．［１８］㊀ＧｕｏＸＹ，ＦｅｎｇＱ，ＷｅｉＹＰ，ＬｉＺＸ，ＬｉｕＷ．ＡｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｏｔｏｐｅｓｏｖｅｒｔｈｅＥｘｔｅｎｓｉｖｅＨｅｘｉＲｅｇｉｏｎｉｎＮＷＣｈｉｎａ．ＡｒａｂｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１５，８（７）：４３６５⁃４３７８．［１９］㊀ＺｈａｎｇＸＰ，ＬｉｕＪＭ，ＳｕｎＷＺ，ＨｕａｎｇＹＭ，ＺｈａｎｇＪＭ．ＲｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｏｘｙｇｅｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｉｃｒａｔｉｏｓｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎＳｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ．ＳｃｉｅｎｃｅｉｎＣｈｉｎａＳｅｒｉｅｓＤ：ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００７，５０（４）：５７１⁃５８１．［２０］㊀ＬｉｕＪＲ，ＳｏｎｇＸＦ，ＹｕａｎＧＦ，ＳｕｎＸＭ，ＬｉｕＸ，ＷａｎｇＳＱ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆδ１８ＯｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｖｅｒＥａｓｔｅｒｎＭｏｎｓｏｏｎＣｈｉｎａａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｖａｐｏｒｓｏｕｒｃｅｓ．ＣｈｉｎｅｓｅＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０１０，５５（２）：２００⁃２１１．［２１］㊀刘澄静，角媛梅，刘志林，刘歆，高璇．哈尼梯田区降水稳定氢氧同位素的旱雨季变化特征及其影响因素．山地学报，２０１８，３６（４）：５１９⁃５２６．［２２］㊀张贵玲，角媛梅，何礼平，刘歆，刘澄静，闫晓景，王梅．中国西南地区降水氢氧同位素研究进展与展望．冰川冻土，２０１５，３７（４）：１０９４⁃１１０３．［２３］㊀章侃丰，角媛梅，刘歆，刘志林，刘澄静，尚升海．基于敏感度⁃主观偏好矩阵的哈尼梯田视觉景观关键区识别．生态学报，２０１８，３８（１０）：３６６１⁃３６７２．［２４］㊀王声跃．云南地理．昆明：云南民族出版社，２００２：６６⁃６７．［２５］㊀ＤｒａｘｌｅｒＲＲ，ＨｅｓｓＧＤ．ＡｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅＨＹＳＰＬＩＴ＿４ｍｏｄｅｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ，ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．ＡｕｓｔｒａｌｉａｎＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＭａｇａｚｉｎｅ，１９９８，４７（４）：２９５⁃３０８．［２６］㊀ＣｏｈｅｎＭ，ＬａｕｒｉｎＲ，ＭａｔｈｅｗｓｏｎＬ，ＭｃＤｏｎａｌｄＪＦ，Ｍｅｙｅｒ⁃ＷｅｆｅｒｉｎｇＤ．ＨＹＳＰＬＩＴｍｏｄｅｌｅｓｔｉｍａｔｅｓｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｏｘｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｔｏｔｈｅＧｒｅａｔＬａｋｅｓ（ＡｎＯｖｅｒｖｉｅｗ）．ＡｉｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＢｅｒｌｉｎＨｅｉｄｅｌｂｅｒｇ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００２：３０⁃４１．［２７］㊀刘忠方，田立德，姚檀栋，柴旭荣．中国大气降水中δ１８Ｏ的空间分布．科学通报，２００９，５４（６）：８０４⁃８１１．［２８］㊀章新平，姚檀栋．我国降水中δ１８Ｏ的分布特点．地理学报，１９９８，５３（４）：３５６⁃３６４．［２９］㊀ＹｕＷＳ，ＹａｏＴＤ，ＴｉａｎＬＤ，ＭａＹＭ，ＩｃｈｉｙａｎａｇｉＫ．ＷａｎｇＹ，ＳｕｎＷＺ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎδ１８Ｏｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｏｒｉｇｉｎｏｎａｓｏｕｔｈ⁃ｎｏｒｔｈｔｒａｎｓｅｃｔｏｆｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ．ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ，２００８，８７（２）：１５８⁃１６９．［３０］㊀章新平，刘晶淼，中尾正义，谢自楚．我国西南地区降水中过量氘指示水汽来源．冰川冻土，２００９，３１（４）：６１３⁃６１９．［３１］㊀角媛梅．哈尼梯田自然与文化景观生态研究．北京：中国环境科学出版社，２００９：１⁃１２．７１７１㊀５期㊀㊀㊀徐秋娥㊀等：稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响㊀。

第33卷第6期大气科学学报Vo.l33N o.6 2010年12月T ransactions o fA t m ospheric Sciences Dec.2010陈中笑,程军,郭品文,等.中国降水稳定同位素的分布特点及其影响因素[J].大气科学学报,2010,33(6):667-679.C hen Zhong-x i ao,C heng Jun,Guo Pi n-w en,et a.lD i stri bu tion characters and its contro l factors of stab l e is otope i n preci p it ati on over Ch i na[J].T ran s A-t m os S c,i2010,33(6):667-679.中国降水稳定同位素的分布特点及其影响因素陈中笑1,程军1,郭品文1,林振毅2,张福颖1(南京信息工程大学1.气象灾害省部共建教育部重点实验室;2.大气物理学院,江苏南京210044)摘要:利用I A EA\W MO\GN I P的降水稳定同位素资料,分析了中国降水稳定同位素的时空分布特征及其影响因素。

结果表明,整体来看我国降水稳定同位素有明显的大陆效应和高度效应。

各地大气降水线存在地域差异,内陆地区同一站点冬、夏半年也有明显差异,显示出水汽团特性的不同。

不同地区降水稳定同位素(D和过量氘)的季节变化特征明显不同,表明主要水汽来源存在季节性差异。

通过对比长序列降水稳定同位素的年际变化与季风和EN SO指数的关系,发现ENSO与降水稳定同位素有显著的正相关,但不一定通过影响降水量来引起降水稳定同位素(stab l e iso tope i n prec i p itation,SI P)的变化。

重点分析了我国降水量效应、温度效应的特点,指出沿海和西南等季风区主要受降水量的影响,北方非季风区温度效应起主要作用,交叉地带则两种效应都有影响。

稳定同位素记录与环境、生命演化中的重大事件4032膂地质论评GEOLOGICALREVIEWV o1.54No.2Mar.2008稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件周树青¨,黄海平¨,史晓颖,林畅松¨,胡尊伟D1)中国地质大学能源学院,北京,100083;2)中国地质大学地球科学与资源学院,北京,100083内容提要:自从地球诞生以来经历了许多重大事件:早期生命的出现,大气氧化事件(Atmosphericoxygenation),雪球地球及多次生物绝灭与复苏事件.稳定同位素记录在古环境和生命演化研究中具有重要意义,在记录环境变化和生命演化的重大事件中发挥着重大作用:碳同位素的分馏记录了最早生命的开始,硫同位素的非质量相关分馏(Independentmassfractionationofsulphurisotopes)记录了大气中氧含量的重大变化,而在显生宙的几次重大生物灭绝事件中,均有碳同位素的负向漂移.关键词:碳同位素;硫同位素;最早生命;大气氧化事件;生物绝灭自从地球诞生以来,地球上经历了许多重大事件:早期生命的出现,大气氧化事件及多次生物绝灭与复苏事件.生命是何时开始的?生命又怎样进行演化?在生物演化的漫长历史中,生物与环境怎样相互作用?生物灭绝与复苏伴随着怎样的环境条件?近年来,随着人类生存环境的恶化,人类探索外星生命的兴趣与日俱增,生命起源,演化及与环境的协同演化问题,成为许多学科关注的焦点,吸引了生物,地质,化学等许多领域的学者,研究方法也从生物化石,元素地球化学,同位素地球化学到分子化石.与有机分子,生物结构相比,生物过程的同位素证据更抗高温破坏(Hayeseta1.,1983).稳定同位素在古环境和生命演化研究中具重要的意义. 1最早生命的证据——碳同位素的分馏地质记录中最古老的生命证据可以追溯到3.5～3.8Ga.格陵兰古太古代的变质沉积岩中,有机质.C的变化范围为一22‰～一500(Mojzsiseta1.,1996;Rosingeta1.,1996).观测到的低.C有机质位于磷灰石晶体内,碳同位素没有受到明显的变质作用改变(Mojzsiseta1.,1996).这些变质沉积岩的低.C值(Rosingeta1.,1999)被广泛接受为生物成因,可能是地球生命最古老的化学证据(Banerjeeeta1.,2006).南非Kaapvaat和澳大利亚Pilbara克拉通3.2～3.5Ga的火山岩沉积序列中的同位素记录更有说服力,碳酸盐的.C值平均为O±2‰(V eizereta1.,1989),有机质的.C值范围为一25‰～一410(Strausseta1.,1992;Des Marais,1997).古太古代有机质较低的C值指示其生态系统主要受自养生物控制,在C0含量很高的情况下, 戊糖磷酸盐分异作用通常产生最大的分馏作用(Schidlowskieta1.,1993).然而,Hayes(2001)认为,古太古代地层序列中有机质的.C值指示了各种微生物的自养同化分异作用,特别是在厌氧条件下.与三羧酸逆循环(reversetricarboxylicacidcycle),3-羟基丙酸盐循环(3一hydroxypropionatecycle),戊糖磷酸盐循环(pentosephosphatecycle)和乙酰基一辅酶A循环(acetyl—CoAcycle)的碳同化作用伴随的同位素分异范围可从<10‰到>400.古太古代碳酸盐和干酪根的同位素记录是一致的,这些同位素记录也和化学自养微生物(包括产甲烷菌)及不产氧的光合自养细菌的同位素分异一致(Schidlowskieta1.,1983).注:本文为"长江学者和创新团队发展计划"项目(批准号IRT0546,重大地质突变期生物与环境协同演化)的成果.收稿日期:2007—05—28;改回El期:2007—07—16;责任编辑:章雨旭.作者简介:周树青,女,1969年生.博士研究生,矿产普查与勘探专业,主要从事石油地质,地球化学研究.通讯地址:100083,北京市海淀区学院路29号,中国地质大学能源学院博士生;电话:O1O一82320603;Email:zsqhn~126.corn.地质论评2地球第一次氧化事件——碳,硫同位素证据MacGregor(1927)提出,古元古代空气氧化还原状态发生了改变.>2.45Ga的沉积序列为包含岩屑沥青铀矿,菱铁矿和黄铁矿(Rasmusseneta1.,1999;Englandeta1.,2002),还原浅水相铁的形成(Beukeseta1.,1990),不富含氧化一还原敏感元素的高碳页岩和无氧化古土壤(Holland,1994)的冲积沉积,早期成岩黄铁矿的S与海水的硫酸盐含量(<200gM)一致(Habichteta1.,2002).相反,<2.22Ga的沉积序列包含了红层(Chandler,1980),富CaSO4的蒸发盐(Chandler,1988;Tabakheta1.,1999),氧化浅水相铁的形成(Beukeseta1.,1992).这些序列上面为氧化古土壤(Ryeeta1.,1998)覆盖,其S与海水的硫酸盐含量(>200~M)一致(Strauss,2002).尽管仍有人认为这种现象是由不同的沉积后作用和不同构造环境引起的,而非空气氧水平的增加(Dimrotheta1.,1976;Clemmeyeta1.,1982;Phillipseta1.,1987;Ohmotoeta1.,1996),但这种变化是空气氧含量在2.45～2.22Ga之间增加的强有力证据.2.1硫同位素的非质量相关分馏Farquhar等(2OOO)发现,硫同位素非质量相关分馏为追踪空气中氧含量的变化提供了新的工具. >2.47Ga的老地层单元的硫化物和硫酸盐中,硫的MIF值(用△船S表示)范围为一2.5‰～+8.1‰,而<1.9Ga的地层中所有硫化物和硫酸盐的l△船sl<o.4‰(Farquhareta1.,2000;Onoeta1., 2003).硫同位素中产生MIF的已知机理是气相的光解作用(Farquhareta1.,2001),这种作用已经在现代空气中观察到(Romeroeta1.,2002).太古宙记录中大量MIF信号的保存可能与空气中缺乏臭氧屏蔽有关,高能紫外线深深穿透,将S0.光解成元素硫和水溶硫相.太古宙空气中,元素硫颗粒和水溶硫的同位素组成没有彻底交换,因此它们的部分MIF信号被传递到地表;在空气氧含量大于1OPAL(PAL指目前空气水平)时,硫被氧化成硫酸盐,发生交换,失去大多数MIF信号(Pavloveta1.,2002).从厌氧到有氧空气的转变解释了1.9Ga以后地层中的硫化物和硫酸盐缺乏>0.4%o 的l△..sl值,这段时间内空气的氧气分压超过了10_.PAL.因此,通过确定硫化物和硫酸盐的l△船sl<o.4‰的时间,可以确定氧气分压开始大于10PAL的时间.Bekker等(2004)研究了存在于2.32Ga南非Rooihoogte和TimeballHill组富有机质页岩的黄铁矿,黄铁矿硫同位素组成的变化范围很大,但没有非质量相关分馏的证据,指示这些地层单元沉积时空气的氧气分压已经大于10_.PAL.在Rooihoogte组底部圆形菱铁矿,上TimeballHill组广泛而厚的豆粒状和鲕粒状铁矿石的形成指示了空气中氧的含量上升很明显,这些单元可能沉积在第二个和第三个早元古代冰期事件中.2.2碳同位素证据2.2.1干酪根的"C变化在>2.1Ga的干酪根中,.C.值分布分散,从…20%065%0,许多值小于一35%0;相反,<2.0Ga的干酪根中,.C0值分布范围狭窄,为一2O‰～一35‰,没有超过一36‰的(图1).形成<一35‰海相干酪根.C.要求厌氧的,低硫酸盐的深水体,在2.1Ga以后,这种低碳同位素的消失指示了深海已经被氧化或硫酸盐化(DesMarais, 2001).Canfield(1998)关于中元古代深海硫酸盐水平的看法与碳同位素证据一致.22Ga以前CO:浓度高,O:浓度低,"原核牛物世界".fc墓瞥辫溉[..}霾筝警2lGa以后CO:浓度降低,O:浓度升高,"真核生物明显"图1.C,.Cc0(空白的方框),.C.值(有阴影的方框)的分布范围(据DesMarais,2001)盯b,.Cc02(openboxes)and.c0Evalues(shadedboxes)(DesMarais,2001)2.2.2碳酸盐的"C变化古元古代具有很大的,全球性的¨C曲值漂移(Barkereta1.,1989;Karhueta1.,1996)(图2).在2.3～2.2Ga,每一个正和负同位素漂移都被记录在多个盆地中,因此可能代表了广泛的事件;而在2.44～2.39Ga,1.92～1.97Ga,非常正的.Crb值仅出现在单独的沉积盆地中,因此还没有建立它们记录的全球事件(Melezhiketa1.,1999).那些真正西一西第2期周树青等:稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件反映古元古代全球¨C的正向漂移指示了碳做为有机质的埋藏率屡次从小于全球碳流量的2O变化到大于全球碳流量的5O(Karhueta1.,1996).这些有机质埋藏事件释放了等量的氧气,它们依次反应,增加了Fe和sO～的含量.因此,这期间频繁的同位素漂移可能与氧化事件及其引起的非常气候变化如雪球地球等有关.漠￡一距今时间(Ga)图2元古宙碳酸盐的同位素组成,"?"表示单个盆地的资料,并不反映全球的同位素漂移(据DesMarais, 2001)Fig.2Carbonisotopiccomposition(Crb)of Proterozoiccarbonatesversusage,questionmarks("?") highlightdatapointsthatrepresentsinglebasinsand thereforemightreflectonlyregional,ratherthanglobal, isotopicexcursions(DesMarais,2001).Cm臂和¨Ccarb值也与古元古代2.3～2.0Ga的环境氧化一致.2.2～2.06Ga,大的正.C值指示了有机质埋藏相对速率的增加(Barkereta1.,1989;Karhueta1.,1996).有机质净埋藏速率的增加导致了O.,sO:一和沉积Fe¨的浓度增加,这些氧化物可能将曾经在全球广泛存在的产甲烷菌一甲基营养菌循环赶进更局限的沉积和深盆地区.象今天一样,氧化呼吸和细菌硫酸盐还原变成氧利用和分解的主要方式.这些反应产生的碳同位素分馏很小(Blaireta1.,1985;Kaplaneta1.,1964),很少有机会形成¨C.值<一35‰的沉积有机质,与2.1Ga以后的.Co记录一致.在1.9Ga以后,与生物CO.同化作用有关的同位素分异成为控制￡oc幅度的主要机制.3新元古代"雪球地球"新元古代经历了超大陆的形成和解体,可能持续数百万年的全球冰期(Knoll,1991).因此这个时期经历了与古元古代类似的同位素漂移并不让人吃惊.在中元古代晚期和新元古代早期,地层的.C阻rb变化中等(一1‰～+4‰)(Kaheta1., 1999),在其后的8亿年时间里,.C呈现例外的正值,这种正的¨C值(+5‰～+10%o)几次被明显的.C阻rb负偏移(-2%0～一6‰)所打断(Knollet a1.,1986).这些负偏移与多次全球冰期一致(Kaufmaneta1.,1995),最负的.Crb值出现在冰期后的"盖帽碳酸盐"中,其.C值接近地幔的一6%0.冰期前后出现了10%o～15‰的碳同位素负漂移.Hoffman(1999)把冰期前高于5‰的碳酸盐岩的碳同位素记录归因于赤道附近的Rodinia超大陆的裂解:裂解大大提高了生物初级产率,而冰期生物产率几乎降至零,造成碳同位素显着的负漂移.至于帽碳酸盐岩的.C值达到一6‰,是由于雪球地球事件期间洋中脊排出的CO.所致:其地幔来源的CO2的¨C值正好为一6%0.4显生宙"集群绝灭事件"4.1显生宙"集群绝灭事件"居住在地球上的生物,目前9O以上的物种已经绝灭.然而,绝灭的速率是不均匀的.在地质历史上有几次大的集群绝灭事件,>7O以上的物种在数百万年内突然死亡.发生的大灾难直接影响到地表一半以上的生命,导致整个生态系统坍塌(Raup,1992).集群绝灭事件发生后,由于新的种属增生,占据了空的生态领域,因此集群绝灭控制了生命的演化.显生宙化石记录表明发生了5次重大的集群绝灭(表1)和22次较小的集群绝灭(Sepkoski,1986). 最大的集群绝灭事件发生在二叠纪末期,约8O～95的物种(species)和5O以上的科(families)绝灭(Hoffman,1989).第二个最大的集群绝灭发生在奥陶纪末期,导致大多数造礁动物,1/3的苔藓虫和腕足类,三叶虫,笔石死亡,总计约100个以上的海洋生物科绝灭(BrenchleY eta1.,2001).发生在白垩纪一古近纪界限的显生宙最着名的集群绝灭基本上是五次集群绝灭事件中最轻的,陨石撞击使恐龙绝灭,终止了菊石,双壳类,海洋爬行类,箭石,翼龙和许多陆生植物种(Alvarezeta1.,1980),许多浮游生物,包括有孔虫,含钙的微型浮游生物,硅藻土, 腰鞭毛虫和浅水腕足类动物,软体动物,海胆纲动物,鱼类也受到严重影响,而大多数哺乳动物,鸟类地质论评和许多现生的爬行类,两栖类,蕨类植物和被子植物相对不受影响.表1显生宙5次重大生物绝灭的强度(据Hallameta1..1997)Table1IntensityofthefivemajorPhanerozoicmass extinctionsIafterHallameta1..1997)Families(科)Genera(属)集群绝灭观察到的计算的物种观察到的计算的物种事件绝灭()损失()绝灭()损失()晚奥陶纪25846085晚泥盆纪22795783二叠纪末51958295三叠纪末22795380白垩纪末167047764.2"集群绝灭事件"期间同位素变化海相碳酸盐矿物研究表明,通常古代海洋的.C本来为0‰(PDB)(Claytoneta1.,1959; Schidlowskieta1.,1975;Keitheta1.,l964).然而,后来认识到,偏离PDB标准代表了海相环境中¨C的长期变化而非分析噪音,这个记录具有潜在丰富的地层和古环境信息(Schoelleta1.,1980;V eizereta1.,l980;Wadleigheta1.,l982;Arthureta1.,1985;Holsereta1.,l986;Zachoseta1., 1986),碳酸盐C的变化与全球的碳,氧和硫循环密切地联系在一起(Kumpeta1.,1986;Holsereta1.,1988).现在建立的过去3.5Ga的.C变化在±3%o(Veizereta1.,1976),"Crb的巨大变化通常联系着巨大的地层记录事件,包括二叠纪一三叠纪生物绝灭事件(Holsereta1.,1988,1989; Oberhfinslieta1.,1989),白垩纪一古近纪生物绝灭事件(Holsereta1.,l988;Zachoseta1.,l989),奥陶纪一志留纪的冰期和生物绝灭(Marshalleta1., l990;Wangeta1.,l993;Brenchleyeta1.,l994)和前寒武纪一寒武纪界限等(Magaritzeta1.,1986; Brasier,1990)(图3).上扬子地区在泥盆纪一石炭纪,石炭纪一二叠纪和二叠纪一三叠纪界线附近均出现了.C的强烈负偏移,这是地质界线处生物绝灭更替造成的,它代表了生态较为萧条的时间间隔(黄思静,l997).4.3二叠纪一三叠纪"集群绝灭事件"期间同位素变化Kajiwara等(1994)通过系统分析日本Tenjinmaru和Sasayama地区二叠一三叠系界线附近以燧石为主的远洋沉积序列中全岩硫化物同位素.入./l/I..PT..I(1E图3显生宙.Crb长期变化曲线(据Ripperdan,2001) Fig.3Secularvariationincarbonate.Cvalues duringthePhanerozoic(Ripperdan,2001)的连续变化,发现整个中二叠统,沉积硫化物的硫同位素通常很低(SDT=一39%o～一25%o),但是在上二叠统开始时,SDT系统增加,一直持续到下三叠统(一20%o～-2%o).显着的漂移发生在二叠纪末期的"集群绝灭事件"期间,SDT回复到低值(--41%o～一23%o).硫同位素比值显示了大的停滞,缺氧,分层的海洋,它可能开始形成于上二叠统的下部,一直持续到下三叠统的下部,随后是二叠纪一三叠纪之交的巨大混合和颠覆.上扬子地区(贵州罗甸沫阳,四川广元上寺和重庆中梁山)的海相碳酸盐在早二叠世及晚二叠世吴家坪期的C具有极大的正值,为3.2‰～4.4%o,反映了这段地质历史时期生物过度繁盛和有机碳的高速埋藏.晚二叠世长兴(大隆)期的.C值急剧降低,并在三叠纪初达到极小值一2.2%o,反映了二叠系一三叠系界线附近生物的迅速衰亡和集体绝灭(黄思静,1994).二叠纪末有机质的碳同位素也表现为突然的改变,干酪根的.C从上二叠统的一29%o,改变到界限上的一33%o,然后返回到下三叠统的一29%o.集群绝灭绝灭之后降低的表面水的初次生产率可解释观察到的C变化(Scholleeta1.,1995;Wangeta1.,1994).5结语近年一般都接受第一次大气圈氧化发生在古元古代初,约2.45～2.22Ga,大气圈的第二次重大氧化事件发生在中元古代末至新元古代初,约1.0～0.85Ga.由于氧含量的增加,温室气体减少,导致了全球冰期,形成了雪球地球事件,碳同位素的强烈漂移记录了这两次氧化事件.环境的改变必然引起生物的改变,第一次氧化事件前以缺氧环境为主,干第2期周树青等:稳定同位素记录与环境,生命演化中的重大事件229 酪根.C.值分布分散,从--200～一65‰,许多值小于一35%o,形成<一35%o海相干酪根.C.;相反,第一次氧化事件后的干酪根中,.C.值分布范围狭窄,为--200～一35%o,没有超过一36‰的,这种低碳同位素的消失指示了深海已经被氧化或硫酸盐化.生命需要有碳的加入,生命演化常常伴随着碳同位素的分馏作用.保存在地层中的海相碳酸盐和有机质的碳同位素值的变化在记录生命演化中起着重大的作用:碳同位素的分馏记录了最早生命的开始,在显生宙的几次重大生物灭绝事件中,均有碳同位素的负向漂移.稳定同位素的变化与环境的演化具有密切的关系,成为支持古气候假设和精细地层对比的有力工具:硫同位素的非质量相关分馏记录了大气中氧含量的重大变化,而古元古代和新元古代期间碳酸盐中碳同位素的剧烈波动也与氧化事件及其引起的"雪球地球"事件有关.稳定同位素在地层对比,海平面变化等方面也有广泛的应用.随着测试技术的不断进步及与元素地球化学,分子地球化学等的结合,稳定同位素在环境和生命演化研究中必将发挥越来越大的作用.参考文献/References黄思静.1997.上扬子地台区晚古生代海相碳酸盐岩的碳同位素研究.地质,71(1):45～53.黄思静.1994.上扬子二叠系一三叠系初海相碳酸盐岩的碳同位素组成与生物绝灭事件.地球化学,23(1):60~68.AlvarezLW,AlvarezW,AsaroFandMichelHV.198O. Extraterrestria1causefortheCretaceousTertiaryextinction. Science,208:1095～11O8.ArthurMA,DeanWE.SchlangerSO.1985.Variationsinthe globalcarboncycleduringtheCretaceousrelatedtoclimate, volcanism,andchangesinatmosphericCO2.Am.Geophys. UnionMonogr.,32:504～529.BanerjeeNR,FumesH,Mueh1enbachsK,StaudigeH,deWitM. 2006.Preservationof～3.4～3.5Gamicrobialbiomarkersin pillowlavasandhyaloclastitesfromtheBarbertonGreenstoneBelt,SouthAfrica.EarthandPlanetaryScience,241:707～722.BarkerAJ.FallickAE.1989.EvidencefromLewisianlimestones forisotopicallyheavycarbonin2000millionyear-old—seawater. Nature,337:352～354.BekkerA,HollandHD,WangPL,RumbleD,SteinHJ,HannahJL,CoetzeeLL,BeukesNJ.2004.Datingtheriseofatmosphericoxygen.Nature,427:117～120.BeukesNJ,KleinC.1990.Geochemistryandsedimentologyofa faciestransition——frommicrobandedtogranulariron-fomati0n——intheearlyProterozoicTransvaalSupergroup, SouthAfrica.Precambr.Res.,47:99～139.BeukesNJ,KleinC.1992.TerminalProterozoicreorganizationof biogeochemicalcycles.In:SchopfJW,KleinCeds.The ProterozoicBiosphere.Cambridge,UK:CambridgeUniv. Press,147～151.BlairN,MunozE,0lsonJ,DesMaraisDJ.1985.Carbonisotopic fractionationinheterotrophicmicrobialmetabolism.App1. Microbia1.,5O:996～1001.BrasierMD,MagaritzM,Corfie|dR,LuoH,WuX,OuyangL, JiangZ,HambdiB,HeT.1990.Thecarbon-andoxygen- isotoperecordofthePrecambrian--Cambrianboundaryinterva1 inChinaandIranandtheircorrelation.Geo1.Mag.,127:319～332.BrenchleyPJ,Marshal1JD,CardenGAF,RobertsonDBR, MeidlaT,HintsL,AndersonTF.1994.Bathymetricand isotopicevidenceforashortlivedLateOrdovicianglaciationina greenhouseperiod.Geology,22:295～298.BrenchleyPJ.Marshal1JDandUnderwoodCJ.2001.Doal1mass extinctionsrepresentanecologicalcrisis?Evidencefromthelate Ordovician.GeologicalJournal,36:329～34O. CanfieldDE.1998.Anewmode1forProterozoicoceanchemistry. Nature,396:450～453.ChandlerFW.1980.ProterozoicredbedsequencesofCanada. Can.Gco1.Surv.Bul1.,311.ChandlerFW.1988.Diagenesisofsabkha-related,sulphatenodulesintheEarlyProterozoicGordonLakeFormation,Ontario, Canada.Carbon.Evapor.,3:75～94.ClaytonRN,eofisotopeanalysisfor differentiatingfreshwaterandmarinesediments.AAPG,42: 890～897.ClemmeyH,BadhamN.1982.OxygeninthePrecambrian atmosphere:Anevaluationofthegeologicale~dence.Geology, 10:141～l46.DesMaraisDJ.1997.Isotopicevolutionofthebiogeochemical anicGeochemistry 27:185～193.DesMaraisDJ.2001.Isotopicevolutionofthebiogeochemica1 carboncycleduringthePrecambrian.In:V alleyJWandColeD A.eds.StableIsotopeGeochemistry.TheMineralogySociety ofAmerica,555～578.DimrothE.KimberleyMM.1976.Precambrianatmospheric oxygen:Evidenceinthesedimentarydistributionofcarbon, sulfur,uranium,andiron.Can.J.EarthSci.,13:1161～1185.EnglandGL,RasmussenB,KrapezB,GrovesD1.2002. Paleoenvironmentalsignificanceofroundedpyriteinsiliciclastic sequencesoftheLateArcheanWitwatersrandBasin:Oxygen- deficientatmosphereorhydrothermalalteration? Sedimentology,49:1133～1156.FarquharJ,BaoH,ThiemensM.2000.Atmosphericinfluenceof Earth'searliestsulfurcycle.Science,289:756～758. FarquharJ,SavarinoJ,AirieauS&ThiemensMH.2001. Observationofwavelength—sensitivemassindependentsulfur isotopeeffectsduringSOzphotolysis:Implicationsfortheearlyatmosphere.J.Geophys.Res.,106:1～11.HabichtKS,GadeM.ThamdrupB,BergP,CanfieldDE.2002. Calibrationofsulfate1evelsintheArcheanOcean.Science, 298:2372～2374.HayesJM,Kaplan1R,WedekingKW.1983.Precambrian230地质论评2008拄organicgeochemistry,preservationoftherecord.In:SchopfJ W.ed.EarthsEarliestBiosphere.Princeton,NJ:Princeton UniversityPress,93～134.HayesJM.2001.FractionationofCarbonandhydrogenisotopesin biosyntheticprocesses.In:V alleyJWandColeDA.eds. StableIsotopeGeochemistry.TheMineralogySocietyof America,225～278.HallamAandWignallPB.1997.MassExtinctionsandTheir Aftermath.Oxford,UK:OxfordUniversityPress. HoffmanA.1989.Massextinctions:aviewofaskeptic.Journalof theGeologicalSociety,146:21～35.HoffmanPF.1999.ThebreakupofRodinia,birthofGondwana. truepolarwanderandthesnowballEarth.J.Afr.EarthSci.,28:17～33.HollandHD.1994.EarlyProterozoicatmosphericchange.In: BengstonS,BergstrOmJ,VidalG,KnollA.eds.EarlyLifeon Earth.NewY ork:ColumbiaUniversityPress,237～244. HolserWT,MagaritzM,WrightJ.1986.Chemicalandisotopic variationsintheworldoceanduringPhanerozoictime.In: Walliser0H.eds.GlobalBio—events.Berlin:springer-V erlag, 63～74.HolserWT,SchidiowskiM,MackenzieFT,MaynardJB.1988. Geochemicalcyclesofcarbonandsulfur.In:GregorCB,GarrelsRM,MackenzieFT,MaynardJB.eds.Chemical CyclesintheEvolutionoftheEarth.NewY ork:Wileyand Sons,105～173.HolserWT,SchonlaubHP,AttrepM,BoeckeimannK,KleinP, MagaritzM,OrthCJ,FenningerA,JennyC,KralikM, MauritschH,PakE,SchrammJM,StatteggerK,Schmoller R.1989.AuniquegeochemicalrecordatthePermian/Triassic boundary.Nature,337:39～44.KahLC,ShermanAG,NarbonneGM,KnollAH,KaufmanA J.1999..CstratigraphyoftheProterozoicBylotSupergroup. BaffinIsland,Canada:implicationsforregional lithostratigraphiccorrelations.Can.J.EarthSci.,36:313～332.KajiwaraY,Y amakitaS,IshidaK,IshigaH,andImaiA.1994. Developmentofalargelyanodestratifiedoceanandits temporarymassivemixingatthePermian/Triassicboundary supportedbythesulfurisotopicrecord.Palaeogeography, Palaeoclimatology,Palaeoecology,l11:367～379. KaplanIR,RittenbergSC.1964.Carbonisotopicfractionation duringmetabolismoflocatebyDesulfovibriadesulfuricans.J. Gen.Microbia1..34:213～217.KarhuJA,HollandHD.1996.Carbonisotopesandtheriseof atmospheric.Geology,24:867～870.KaufmanAJ,KnollAH.1995.Newproterozoicvariationsinthe C-isotopecompositionofseawater:stratigraphicand biogeochemicalimplications.PrecambrianRes.,73:27～49. KeithML,WeberJN.1964.carbonandoxygenisotope compositionsofselectedlimestonesandfossils.Geochim. Cosmochim.Acta,28:1787～1816.KnollAH,HayesJM,KaufmanAJ,SwettK,LambertIB.1986.SeculiarvariationincarbonisotoperatiosfromUpper ProterozoicSuccessionsofSvalbardandEastGreenland. Nature,321:832～838.KnoliAH.1991.EndoftheProterozoicEon.Science,265:64～73.KumpLR,GarrelsRM.1986.ModelingatmosphericOzinthe globalsedimentaryredoxcycle.Am.J.Sci.,286:337~360. MacGregorAM.1927.TheproblemofthePrecambrian atmosphere.S.Afr.J.Sci.,23:155～172.MagaritzM,HoiserWT,KirschvinkJL.1986.Carbon-isotope eventsacrossthePrecambrian/Cambrianboundaryonthe Sibe。

硫的四种稳定同位素的丰度
硫是一种重要的化学元素，它在地球上存在着四种稳定同位素，分别是硫-32、硫-33、硫-34和硫-36。

这四种同位素的丰度对地球科学和地质学研究具有重要意义。

首先，硫同位素的丰度与地质过程密切相关。

硫同位素在地壳和地幔中的分布和丰度变化可以揭示地球内部物质循环和地质过程。

例如，硫同位素可以用来研究火山喷发活动、地质沉积过程和地质构造演化等地质事件。

同时，硫同位素的丰度也可以作为环境污染和资源勘探的重要指标，对于矿产资源的勘探和环境保护具有重要意义。

其次，硫同位素的丰度变化还可以用来追溯古地球的气候变化和生态系统演化。

地球历史上的气候变化和生态系统演化对于人类文明和生存环境都具有重要影响。

硫同位素可以记录古地球大气和海洋的化学组成和气候变化，研究古地球的气候和环境演化，为当今地球气候变化和环境保护提供重要参考。

此外，硫同位素的丰度还可以应用于生物地球化学研究。

硫同位素在生物体内的丰度变化可以揭示生物体的生态位和生物地球化学循环过程，为生态学和生物地球化学研究提供了重要工具和依据。

总之，硫的四种稳定同位素的丰度在地球科学和地质学研究中发挥着重要作用。

它们不仅可以用来研究地质过程和环境变化，还可以用来追溯古地球的气候变化和生态系统演化，为人类文明和生存环境提供重要参考。

因此，加强对硫同位素丰度的研究和应用具有重要意义。

论同位素在水文地质中的应用及发展情况摘要：80年代以来，同位素法在水文地质中的应用越来越广泛，本文分别探讨了环境同位素、人工同位素法在水文地质中的应用及发展情况。

关键词：同位素；水文地质；应用中图分类号：f407.1 文献标识码：a 文章编号：引言同位素在环境领域的应用主要是以环境同位素（环境中自然存在而不是人工加入的核素）作为示踪剂，对水体、大气及土壤中特定对象的来源及迁移过程等进行判断和研究。

作为示踪剂的同位素可以是稳定同位素或者放射性同位素，而以稳定同位素的应用最为广泛。

特定来源的物质有特定的同位素组成，因此某种元素的不同同位素在物质中的丰度比可以作为该种物质的标识，通过测定同位素丰度比，可以对环境中某种物质的来源及迁移过程等进行判定或研究，这就是稳定同位素作为示踪剂的原理。

同位素技术在环境污染、水文与水资源、海洋及湖泊生态系统等领域应用十分广泛。

由于稳定同位素在特定污染源中具有特定的组成，且具有分析结果精确稳定、在迁移与反应过程中组成稳定的特点，已被广泛应用于环境污染事件的仲裁、环境污染物溯源和示踪中。

例如：通过测量稳定碳同位素13c和12c的组成解析大气中多环芳烃的来源、考察含氯有机污染物的原位修复与生物降解过程；通过观测稳定氮同位素组成解析湖泊沉积物中有机物来源；通过测量硫的稳定同位素组成研究从水体中硫酸盐污染到大气中硫来源等众多环境问题；利用稳定铅同位素指标206pb／207pb进行铅来源解析与示踪已被广泛运用到土壤、地下水、降水、大气、湖泊沉积物等介质中铅来源的研究］。

环境同位素方法在解决许多水文地质问题方面，如确定地下水水龄、研究地下水的形成机制、运动及补给、地下水中的污染源、地表水与地下水的相互关系、监视和跟踪海水入侵的变化趋势等，已经成为国内外广泛认可和使用的方法。

例如：澳大利亚利用同位素技术分析了解了中部地区大自流盆地的地下水系统，包括地下水运动规律和地下水年龄，为合理开发利用地下水提供了基础信息；美国利用同位素技术分析洪水的过程、洪水中地表水和地下水所占的比例，为洪水控制及水文学研究提供了依据；我国也应用同位素技术对渭河两岸和黑河流域地表水和地下水转换规律进行了研究，对于科学评价流域水资源状况，合理规划水利工程、进行地下水和地表水联合调度具有重要意义。

澳大利亚西部铁矿成因探讨王铁军;商木元【摘要】Genesis of rich iron ore in West Australia is discussed. The authors concider that the Archean-Paleo-Proterozoic Si-Fe formation is typical Sedex and the primary tremendous thick iron-rich sedimentary layer is the main factor for formation of the rich iron ore in West Australia then the ore is further enriched by leaching at surface under special climatic and prolonged stable low hill conditions since Mesozoic Period. Mechanism of leaching enrichment at surface condition is also discussed.%文章探讨了澳大利亚西部富铁矿的成因,认为西澳太古代末至古元古代硅铁沉积建造是典型的海底热液喷气作用成因,原始巨厚富铁矿沉积层是西澳富铁矿形成的主要因素；中生代以来由于特殊的气候条件和长期稳定的低山丘陵环境,使原生富铁矿在地表条件下进一步富集,形成淋滤富集带型富铁矿；同时对地表氧化带淋滤富集作用机理进行了探讨.【期刊名称】《地质找矿论丛》【年(卷),期】2011(026)004【总页数】6页(P440-445)【关键词】铁矿床;矿床成因;条带状硅铁建造;海底热液喷气作用;澳大利亚西部【作者】王铁军;商木元【作者单位】中钢集团天津地质研究院,天津 300181;中钢集团天津地质研究院,天津 300181【正文语种】中文【中图分类】P611;P618.310 引言澳大利亚西部的铁矿资源十分丰富，传统观点认为西澳铁矿主要产于西部克拉通古元古界哈默斯利群中，属风化壳型富铁矿。

澳大利亚东侧冬季海温与长江流域夏季降水的关系周波涛国家气候中心，北京 100081摘 要初步探讨了冬季澳大利亚东侧海温和夏季长江流域降水的关系及可能物理机制。

结果表明，澳大利亚东侧冬季海温与我国长江流域夏季降水之间具有同位相变化关系。

当冬季澳大利亚东侧海温变暖时，随后夏季西太平洋副热带高压和东亚西风急流位置往往偏南，我国大陆沿岸低层盛行异常的西南风，有利于长江流域降水增多，反之亦然。

冬季澳大利亚东侧海温对后期夏季东亚大气环流的影响通过两种途径来实现。

一个是，冬季澳大利亚东侧海温异常信号由于自身的持续性可维持到夏季，并通过南北半球遥相关影响东亚夏季大气环流的变化。

另一个是，冬季澳大利亚东侧海温偏高时，同期西南印度洋海温也易于偏高。

在海气相互作用下，这种异常信号逐渐向东发展，并造成夏季海洋大陆附近海温升高。

海洋大陆海温的升高反过来影响对流活动进而导致东亚夏季大气环流异常。

关键词 澳大利亚东侧海温 夏季降水 长江流域 遥相关 物理机制关于影响长江流域夏季降水的前期信号及变化机理，我国气象工作者已开展不少研究。

如，龚道溢等[1,2]分析了春季北极涛动变化对随后夏季长江流域降水的影响，发现春季北极涛动偏强（弱）时，夏季急流位置偏北（南），长江流域降水偏少（多），呈一种反位相变化关系。

王会军等[3,4]揭示，春季欧亚中高纬大气环流异常在夏季东亚大气环流和降水变化中起着重要作用。

另外，春季青藏高原积雪也与长江流域夏季降水具有密切联系。

春季青藏高原积雪增多可通过改变土壤湿度影响东亚夏季大气环流，最终导致长江流域降水偏多[5]。

Zhao等[6]指出，春季白令海和鄂霍茨克海海冰面积减少（增多）可使中国东部夏季降水量增加（减少）。

周波涛等[7,8]基于观测资料分析和数值模拟研究，提出春季Hadley环流强度与夏季长江流域降水之间存在显著的正相关。

春季Hadley环流主要是通过影响印度洋－南海区域海温进而影响长江流域夏季降水异常。

第39卷第5期2020年10月中国岩溶Vol.39No.5Oct.2020CARSOLOGICASINICA水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用高旭波1，2，向绚丽1，侯保俊3，高列波4，张建友3，张松涛3，李成城1，姜春芳1（1.中国地质大学（武汉）环境学院，武汉430074；2.自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林541004；3.山西省水资源管理中心，太原030001；4.山西省娘子关泉域管理处，山西阳泉045000）摘要：水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用，尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势，产生了丰富的成果。

本文着重阐述了环境稳定同位素δD 、δ18O 、87Sr/86Sr 的工作原理，及水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用。

此外，论文还以娘子关泉域和北京西山岩溶水系统为例，介绍了运用水化学—稳定同位素技术分析岩溶水系统补给的思路和方法，展望了该技术在岩溶水文地质和岩溶生态环境领域中的应用前景。

关键词：岩溶水文地质；水化学—稳定同位素技术；岩溶水补给；娘子关泉域；西山岩溶水系统中图分类号:P641.3文献标识码:A文章编号:1001-4810（2020）05-0629-08开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：0引言全球岩溶分布面积约为2200万km 2，占陆地面积的15%，有超过四分之一的人口是以岩溶地下水作为供水水源［1］。

我国是岩溶大国，岩溶面积344万km 2，约占国土面积的1/3。

岩溶水资源作为岩溶地区主要的供水水源，在区域社会经济发展中具有举足轻重的地位。

由于岩溶介质天然具有的强异质性和各向异性，以及强烈人类活动叠加的影响下，使得岩溶水系统结构、演化和水文循环过程日趋复杂［2］。

开展岩溶水文地质调查研究，查明岩溶水系统的补给、循环、水岩作用和演化过程，对合理开发利用水资源、保护岩溶水资源和水生态具有重要意义。

厄尔尼诺现象澳大利亚厄尔尼诺现象是一种全球性气候现象，主要由热带太平洋上大范围海洋表面温度异常的周期性变化引起。

它对全球各地的气候产生了深远的影响，其中澳大利亚是受厄尔尼诺现象影响最为显著的国家之一。

厄尔尼诺现象通常表现为南美洲东太平洋赤道附近的海水温度升高。

这种升温现象会对大气环流产生重大影响，进而导致全球范围内的气候异常。

澳大利亚正好位于热带太平洋地区，因此经常受到厄尔尼诺现象的直接影响。

在厄尔尼诺年份，澳大利亚的气候常常出现明显的变化。

首先是降雨分布的异常。

厄尔尼诺现象会导致南太平洋高压脊的偏移，进而改变澳大利亚的风向和降水分布。

一般情况下，澳大利亚的南部和东部地区在厄尔尼诺事件期间更加干燥，而北部地区则可能会出现异常的降雨，可能引发干旱和洪灾。

其次，在厄尔尼诺年份，澳大利亚的气温也常常出现异常。

由于太平洋表面温度的变化，大气环流也会受到影响，从而引发更高或更低的气温。

特别是在夏季，厄尔尼诺现象往往导致澳大利亚东部地区的极端高温天气，给人们的生活和农业生产带来极大的困扰。

此外，厄尔尼诺现象还会对澳大利亚的渔业和生态系统产生重要影响。

海水温度的变化会改变鱼类的迁徙和繁殖模式，影响渔业资源的可持续性。

同时，厄尔尼诺年份的异常气温和降雨也可能导致草原和森林火灾的增加，进一步破坏当地的生态系统。

面对厄尔尼诺现象的影响，澳大利亚政府和科学家们采取了一系列的措施来应对。

比如，加强监测和预测体系，及时发布气候预警，提醒民众做好准备；制定合理的农业和水资源管理政策，提高抗灾能力；加强科学研究，探索厄尔尼诺现象背后的原因和机制，为应对气候变化提供更有力的依据。

总之，厄尔尼诺现象对于澳大利亚的气候和环境产生了显著的影响。

澳大利亚作为一个经济和生态系统高度依赖自然资源的国家，必须认真应对这一全球气候现象的挑战，采取积极有效的措施，保护其国家的可持续发展和生态平衡。

在澳大利亚的降水稳定同位素Jianrong Liu,1,2Guobin Fu,1,3Xianfang Song,1Stephen P. Charles,1,3Yinghua Zhang,1Dongmei Han,1and Shiqin Wang12010年4月22日收到；2010年7月修订；2010年8月被接受；2010年12月7日出版[1 ]在1962到2002的降水从全球降水同位素观测网（GNIP）的七家澳大利亚站点得到稳定氘(δD)和δ18Ｏ同位素数据被用来研究同位素特征包括时间和空间在澳大利亚不同地区的分布。

在1534个样本的基础上，当地站点降水线(LMWL)被确定为δD=7.10δ18Ｏ+8.21.δ18Ｏ显示从北向中部和南部澳大利亚（大陆效应）和从西到东耗尽的趋势。

降水量一般大于温度的影响的影响，二次或对数相关描述D / T和D／P比线性关系。

非线性逐步回归确定每个站控制的气象因子，解释50%或更多δ18Ｏ的变化。

地理因素和δD控制δ18Ｏ的关系：δ18Ｏ（‰）＝0.005纬度或−0.034经度（°）-0.003高度（米）-4.753，进而表现出特别的降水形成条件主要有四个季节性降雨区。

最后，证实δ18Ｏ小波相干（WTC）和SOI之间的ENSO影响了从东到西和北澳大利亚。

引用: Liu, J., G. Fu, X. Song, S. P. Charles, Y. Zhang, D. Han, and S. Wang (2010), Stable isotopic compositions inAustralian precipitation, J. Geophys. Res. , 115, D23307, doi:10.1029/2010JD014403.1.引言[2]用稳定氘和氧18降水同位素来探测水汽源[Celle‐Jeanton et al. , 2004; Iqbal, 2008], 地下水补给[ Tsujimura et al., 2007a]和地表水和地下水之间的相互作用[ Singleton et al., 2005; Songet al., 2006]是很有用的。