第七届青年地学论坛

植物水分来源的研究一直是生态水文研究的重点内容，稳定同位素技术是研究植物—土壤水分关系的重要手段。低温真空抽提法是从固体样品中提取水分进而测定氢氧同位素最常用的一种方法。然而，低温真空抽提水分有偏离真值的现象，导致对植物水分来源的判定不准确。有研究表明真空抽提受到待测样品有机质、质地、含水率及碳酸盐等因素的影响，从而影响其同位素的组成。然而，由于空间异质性的存在，特定区域土壤成分对抽提水同位素组成测定结果的影响并不明确，特别是在粘粒和钙镁含量显著偏高的喀斯特地区。
为探究喀斯特地区土壤含水率、粘粒和钙镁含量对低温真空抽提的影响，本研究以盐酸脱钙后5个不同碳酸盐含量梯度（0 ~ 68.16mg/kg）的土壤和强风化基岩（HWBC，无粘粒）为研究对象，以石英砂为对照，并用已知同位素值的参照水润湿，设置不同含水率梯度（12%和60%），经低温真空抽提获取水样后，用液态水同位素分析仪（LGR，DLT-100，美国）进行同位素分析。
结果表明，碳酸盐含量与同位素值呈显著的（P<0.05）对数变化趋势，即含量越高同位素值越趋于贫化，且趋稳时Ca含量阈值为15.08mg/kg。粘粒含量是导致阈值效应可能的影响因素。另外，低含水率条件下，土壤水的¹⁸O和D的同位素值都表现为贫化。在高含水率条件下，¹⁸O同位素值基本接近参照水的同位素值，而D值仍有较大偏差。强风化基岩与石英砂的抽提水同位素值与参照水相比无显著差异，表明强风化基岩在低温真空抽提过程中对同位素组成基本没有影响。基于此，土壤含水率、碳酸盐组成及粘粒均不同程度影响真空抽提后水同位素组成。因此，在喀斯特地区开展植物-水分关系研究时，必须考虑土壤介质对抽提水分馏效应的潜在影响。另外，尽管风化基岩钙镁含量很高，但室内土壤水分的抽提过程中并不会对水同位素产生分馏影响，也为喀斯特地区开展风化基岩含水与植被水分利用关系研究提供一定的科学依据。
 

氢氧同位素，低温真空抽提，土壤钙镁含量，风化基岩，植物水分关系