地球环境所在植物叶蜡氢同位素变化机理方面取得进展

　　植物叶蜡氢同位素记录了植物生长/合成叶蜡利用水源的氢同位素信息，是陆地水文环境研究的主要指标。然而，目前人们对陆地植物叶蜡氢同位素所反映的水文环境信息的理解尚不清楚，究竟是反映了大气降水的氢同位素组成，还是降水量的变化，抑或是蒸发的强度？这影响了人们对地质记录中叶蜡氢同位素组成的解译和过去水文环境变化的定量化重建。

　　最近，中国科学院地球环境研究所研究员刘卫国团队联合布莱恩特大学教授杨洪，系统分析了我国黄土高原不同区域（140-676 mm）的现代降水、土壤水、植物叶蜡和土壤叶蜡的氢同位素变化。结果揭示研究区降水的氢同位素组成与降水量没有相关性，而土壤水、植物叶蜡氢同位素和土壤叶蜡氢同位素与降水量有负相关关系，特别是在年平均降水量低的地区氢同位素显著偏正，表明干旱蒸发作用是土壤水和叶蜡氢同位素变化的主要原因。因此，在干旱、半干旱的内陆地区，古土壤的叶蜡氢同位素可以重建历史时期的相对环境湿度变化。

　　同时，研究结果进一步证实了不同类型植物（蒿属、菊科、禾本科）叶蜡氢同位素具有显著差异。因此，在干旱、半干旱的内陆地区，通过古土壤的叶蜡氢同位素重建历史时期的相对湿度变化时，需要通过孢粉等指标厘清主要植被丰度变化，这对于高精度定量化重建古水文环境非常重要。

　　该研究成果于8月14日在线发表在国际学术期刊Chemical Geology上。研究得到国家自然科学基金委、中科院和布莱恩特大学等资助。

图1 黄土高原及其周边地区降水和土壤水氢同位素与年平均降水量的关系

图2 黄土高原及其周边地区植物叶蜡氢同位素与年平均降水量的关系