針對目前國際上應用葉蠟氫同位素定量重建古降水面臨氫同位素表觀分餾系數(shù)不穩(wěn)定這一難題，中國科學院地球環(huán)境研究所研究員劉衛(wèi)國團隊系統(tǒng)調(diào)查了我國不同區(qū)域(包括青藏高原、新疆、中國東北和中國南方)的陸生植物葉蠟δD組成和對應的源水(降水和土壤水)δD組成，以及控水實驗觀測的葉蠟δD組成和對應的源水(土壤水和葉片水)δD組成，討論了高等植物葉蠟氫同位素表觀分餾系數(shù)的變化特征和主要影響因素。

結果表明，陸生植物葉蠟表觀分餾系數(shù)(εprecipitation)變化范圍很大，且隨著干旱指數(shù)的增大逐漸偏負，結合水生植物和控水實驗陸生植物葉蠟氫同位素分餾系數(shù)結果，表明高等植物葉蠟氫同位素生物合成分餾系數(shù)應該是一個常數(shù)，而目前觀測到的不穩(wěn)定的陸生植物葉蠟氫同位素表觀分餾系數(shù)主要是由于大氣降水通過土壤水和葉片水被植物利用的過程中，蒸發(fā)蒸騰作用強度不同，植物葉蠟合成所利用水的δD值不斷變化造成的。

該研究為應用葉蠟氫同位素進行古環(huán)境重建提供了機制上的理解。

相關研究成果發(fā)表在《整體環(huán)境科學》(Science of the Total Environment)上。研究工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金和第二次青藏高原綜合科學考察研究等的支持。

圖1 我國不同區(qū)域植物葉蠟和源水δD值 A：大氣降水δD值，B：土壤水δD值，C：單子葉植物葉蠟δD值，D：雙子葉植物葉蠟δD值。

圖2 陸生和水生植物葉蠟氫同位素分餾系數(shù)對比，其中陸生植物葉蠟氫同位素分餾系數(shù)按干旱指數(shù)的增加分為干旱區(qū)、半干旱區(qū)、濕潤區(qū)和半濕潤區(qū)。