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包气带位于地球表面以下潜水面以上,是大气水、植物水、土壤水、地表水及地下水相互联系和转化的纽带,也是各种化学物质运移和反应的载体,被称之为各圈层间相互作用最为敏感、对人类生存生态环境影响最为巨大的地带。本文选取青海湖流域芨芨草草原为研究区,开展降水、降尘及包气带样品采集,基于氢氧稳定同位素、氯离子等示踪技术开展包气带水分运移研究。主要研究结果如下:(1)青海湖流域大气降水同位素δ18O与δ2H的年加权平均值分别为-10.59‰和-70.27‰,大气降水线(LMWL)为δ2H=7.95δ18O+11.98。流域内固体物质沉降量为279.35 g/m2?yr,氯离子沉降量为1.33 g/m2?yr,其中降水中氯离子沉降量为1.15g/m2?yr,占氯离子总沉降量的86.5%,表明降水携带的氯离子是该地区氯离子输入的主要来源。包气带土壤水的氢氧稳定同位素均落在本地大气降水线附近的右下方,蒸发线为δ2H=4.74δ18O-20.14,蒸发线斜率(4.74)明显低于本地大气降水线斜率(7.90),表明包气带土壤水主要来自于本地大气降水补给,且降水在补给入渗土壤之前经历了较强的蒸发作用。(2)土壤剖面不同深度的土壤水、氯离子含量和同位素值等随深度的变化而变化,受降水和植物根系吸水的影响,0~100 cm的土壤含水量逐渐降低、氯离子含量逐渐升高;受优先流补给的影响,100~300 cm的氯离子含量较表层低、土壤水δ18O呈波动变化;受地下水的影响,300 cm以下土壤含水量逐渐增加、氯离子含量逐渐降低。在蒸发作用的影响下,各季节表层土壤水的δ18O均比各季节降水的δ18O更富集,冬季的土壤水δ18O比其它各季节贫化,特别是0~300 cm层位,其原因可能是冬季温度降低,液态水凝固过程产生分馏作用,较为富集重同位素的土壤水分子迅速凝固到沙粒或石块上面,致使采集的土壤样品的水分子中δ18O较为贫化。土壤水同位素蒸发线(S-LEL)为δ2H=4.74δ18O-20.14,其斜率(4.74)明显小于本地大气降水线斜率(7.90),表明该地区土壤水主要来自于本地大气降水补给,且降水在补给入渗土壤之前经历了较强的蒸发作用。(3)研究区的地下水氯离子浓度(50.25 mg/L,与深层包气带氯离子浓度51.68 mg/L接近)大于降水中氯离子浓度(2.61 mg/L),且小于包气带土壤水中氯离子浓度平均值(276.43 mg/L),表明此处地下水的补给来源包括大气降水优先流及上层土壤水的活塞流。通过计算可知降水对包气带剖面土壤水及地下水的平均入渗补给量分别为9.93 mm/yr、26.46 mm/yr,分别占本地大气降水量的2.34%、6.23%;优先流和活塞流对地下水的入渗补给比例分别为90.31%和9.69%,青海湖流域芨芨草草原区域地下水的补给来源主要为优先流。包气带剖面土壤水分的累积年龄约为50.92年,表明青海湖流域芨芨草草原区地下水的补给来源主要为1963年以后的降水。本研究的结果与其他相关研究的结果进行了比较,不同区域包气带土壤水及地下水的补给机制存在差异性,主要取决于降水时空分布特征、地形地貌及土壤结构等因素,这些研究成果为青海湖盆地包气带水循环和演化规律研究提供借鉴和指导。