擬解決問題：
（1） 應(yīng)用激光穩(wěn)定同位素技術(shù)測量土壤水穩(wěn)定同位素時，CO 2 濃度是否會有干擾？
（ 2） 土樣在實(shí)驗(yàn)室存儲過程中是否釋放CO 2 ？
研究背景：
（1）土壤水穩(wěn)定同位素測量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個研究領(lǐng)域，如山坡水流動過程、通氣層的行程時間、根系對土壤水分的利用等；
（2）目前，CRDS和OA-ICOS技術(shù)都是采用激光平衡法來測量土壤水中的同位素比值，但在測量相同波長的樣品時，樣品濃度與同位素比值間可能會互相干擾；
（3）最近研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用WS-CRDS技術(shù)進(jìn)行同位素測量時，CO 2 濃度的改變會對同位素測量結(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O A-ICOS 技術(shù)測量同位素比值時，CO 2 濃度是否會干擾測量結(jié)果。
關(guān)鍵詞： 激光光譜法、同位素水文學(xué)、CO 2 、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
測量方法
測定指標(biāo)
蘇打水實(shí)驗(yàn)
5個蘇打水（體積不同，同位素比值已知）
1個蒸餾水（同位素比值已知）
直接測量
δ 2 H 、 δ 18 O 、CO 2
加入CO 2 ， 放置2天測量
δ 2 H 、 δ 18 O 、CO 2
土壤水實(shí)驗(yàn)
不同深度土壤樣品
直接測量
δ 2 H 、 δ 18 O 、CO 2
加入CO 2 ， 放置2天測量
δ 2 H 、 δ 18 O 、CO 2
結(jié)果：
圖2結(jié)果表明，將600 ppm的 CO 2 氣體注入蘇打水和蒸餾水中后，因體積不同，CO 2 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)確的測量蒸餾水和蘇打水的 δH 值；在 H2Ob_10_PT_B 參數(shù)下，CO 2 濃度與吸收峰呈現(xiàn)極顯著的正相關(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CO 2 濃度與光譜吸收峰之間呈極顯著相關(guān)性（圖3a）；土壤采樣深度與CO 2 濃度關(guān)系的分析結(jié)果表明，隨著深度增加，CO 2 濃度逐漸下降，而且CO 2 濃度與GWC和LOI都呈極顯著相關(guān)性。不可否認(rèn)，土樣在存儲過程中，的確釋放了CO 2 ，從結(jié)果中也可知CO 2 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：CO 2 濃度不同時，蘇打水和蒸餾水的δ 2 H（a）、δ 18 O（b）值、以及CO 2 濃度與光譜吸收峰之間的關(guān)系
圖3：CO 2 濃度不同時，CO 2 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) 測量 蘇打水中穩(wěn)定同位素，可避免CO 2 濃度的 干擾 ；
（2）CO 2 從土壤中釋放出來時，它與同位素分餾信號存在一定的聯(lián)系，但并不是因果關(guān)系；
（3）孔隙水的同位素分餾信號可通過土壤蒸發(fā)進(jìn)行證明，CO 2 濃度 的變化 與土壤水分和有機(jī)質(zhì)含量對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CO 2 ，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：在測量過程中水汽濃度波動較小，計(jì)算同位素比值的測量面積沒有發(fā)生變化，減小了CO 2 濃度對δH的干擾，從而保證了高測量精度。
文獻(xiàn)來源：
No influence of CO2 on stable isotope analyses of soil water
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