近日,我校赵英教授团队在Nature子刊Communications Earth & Environment发表题为Interfacial hydrodynamic isotope fractionation of infiltrating rainfall independent of evaporation的研究论文。该成果围绕降雨入渗过程中水同位素的非平衡分馏机制,提出了新的物理解释框架,对水文示踪与生态水文学研究具有重要意义。赵英教授为论文的共同第一作者和通讯作者。
研究团队基于完整土柱的高时间分辨率观测,系统揭示了渗流通量与排水水体同位素组成之间的阈值型关系。研究发现,在无蒸发条件下,降雨入渗过程中仍会发生由水动力传输与土壤–水界面相互作用驱动的同位素分馏现象。为解释这一现象,团队提出了界面水动力同位素分馏(Interfacial Hydrodynamic Isotope Fractionation, IHF)的新概念,并构建了“渗流线(seepage line)”诊断框架,为理解土壤水混合、地下水补给以及植物水分来源提供了新的思路。
该研究突破了传统将土壤水同位素变化主要归因于蒸发效应的认识,强调水动力过程本身即可在入渗阶段引发显著的同位素分异。相关结论不仅有助于完善临界带水循环过程的理论体系,也为气候变化背景下的水资源评估、生态系统水分利用预测提供了新的科学依据。
赵英教授为鲁东大学水利工程学科水文学及水资源方向带头人,本研究获得国家自然科学基金国际合作创新团队项目资助,是鲁东大学水利工程山东省高水平优势特色学科建设的重要标志性成果。(撰稿:赵英)