擬解決問(wèn)題： （1）應(yīng)用激光穩(wěn)定同位素技術(shù)測(cè)量土壤水穩(wěn)定同位素時(shí)，CO2濃度是否會(huì)有干擾？ （2）土樣在實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)過(guò)程中是否釋放CO2？ 研究背景： （1）土壤水穩(wěn)定同位素測(cè)量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域，如山坡水流動(dòng)過(guò)程、通氣層的行程時(shí)間、根系對(duì)土壤水分的利用等； （2）目前，CRDS和OA-ICOS技術(shù)都是采用激光平衡法來(lái)測(cè)量土壤水中的同位素比值，但在測(cè)量相同波長(zhǎng)的樣品時(shí)，樣品濃度與同位素比值間可能會(huì)互相干擾； （3）近期研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用WS-CRDS技術(shù)進(jìn)行同位素測(cè)量時(shí)，CO2濃度的改變會(huì)對(duì)同位素測(cè)量結(jié)果存在一定影響；（Gralher B?,?Herbstritt B?,?Weiler M?,?Wassenaar LI?,?Stumpp C?.?Correcting laser-based water stable isotope readings biased by carrier gas changes.） （4）本文主要研究應(yīng)用OA-ICOS技術(shù)測(cè)量同位素比值時(shí)，CO2濃度是否會(huì)干擾測(cè)量結(jié)果。 關(guān)鍵詞：激光光譜法、同位素水文學(xué)、CO2、土壤水文學(xué)  ?
蒸發(fā)/降水循環(huán)中水分同位素組成的變化(GNS Science) 儀器與方法： 實(shí)驗(yàn)方法 | 樣品 | 測(cè)量方法 | 測(cè)定指標(biāo) | 蘇打水實(shí)驗(yàn) | 5個(gè)蘇打水（體積不同，同位素比值已知） 1個(gè)蒸餾水（同位素比值已知） | 直接測(cè)量 | δ2H、δ18O?、CO2 | 加入CO2，放置2天測(cè)量 | δ2H、δ18O、CO2 | 土壤水實(shí)驗(yàn) | 不同深度土壤樣品 | 直接測(cè)量 | δ2H、δ18O、CO2 | 加入CO2，放置2天測(cè)量 | δ2H、δ18O、CO2 |
? 結(jié)果： 圖2結(jié)果表明，將600 ppm的CO2氣體注入蘇打水和蒸餾水中后，因體積不同，CO2濃度發(fā)生了不同程度的改變，但它們之間并未呈現(xiàn)出明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)關(guān)系（圖2a，b）；應(yīng)用OA-ICOS技術(shù)可以準(zhǔn)確的測(cè)量蒸餾水和蘇打水的δH值；在H2Ob_10_PT_B參數(shù)下，CO2濃度與吸收峰呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。 圖3與蘇打水實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，土壤水實(shí)驗(yàn)也證明了CO2濃度與光譜吸收峰之間呈顯著相關(guān)性（圖3a）；土壤采樣深度與CO2濃度關(guān)系的分析結(jié)果表明，隨著深度增加，CO2濃度逐漸下降，而且CO2濃度與GWC和LOI都呈顯著相關(guān)性。不可否認(rèn)，土樣在存儲(chǔ)過(guò)程中，的確釋放了CO2，從結(jié)果中也可知CO2的釋放濃度與土壤深度、土壤水分以及在一定程度上與土壤有機(jī)物的數(shù)量也有關(guān)。 ? ?  ?
|  ?
| 圖2：CO2濃度不同時(shí)，蘇打水和蒸餾水的δ2H（a）、δ18O（b）值、以及CO2濃度與光譜吸收峰之間的關(guān)系? | 圖3：CO2濃度不同時(shí)，CO2濃度與光譜吸收峰寬度（a）、土壤重量含水量（b）和LOI之間的關(guān)系 |
? 結(jié)論 （1）應(yīng)用OA-ICOS技術(shù)測(cè)量蘇打水中穩(wěn)定同位素，可避免CO2濃度的干擾； （2）CO2從土壤中釋放出來(lái)時(shí)，它與同位素分餾信號(hào)存在一定的聯(lián)系，但并不是因果關(guān)系； （3）孔隙水的同位素分餾信號(hào)可通過(guò)土壤蒸發(fā)進(jìn)行證明，CO2濃度的變化與土壤水分和有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤微生物活性增加有關(guān)； （4）本研究發(fā)現(xiàn)，盡管土壤樣品釋放了大量的CO2，但孔隙水穩(wěn)定同位素的分析結(jié)果表明，應(yīng)用OA-ICOS技術(shù)不需要進(jìn)行后續(xù)的校正處理，這是由于：在測(cè)量過(guò)程中水汽濃度波動(dòng)較小，計(jì)算同位素比值的測(cè)量面積沒(méi)有發(fā)生變化，減小了CO2濃度對(duì)δH的干擾，從而保證了高測(cè)量精度。 文獻(xiàn)來(lái)源：
 No influence of CO2 on stable isotope analyses of soil water.pdf
|