高 陽(yáng)， 韓 磊,2,3， 韓永貴， 黃曉宇， 彭 苓， 柳利利

（1.寧夏大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.中阿旱區(qū)特色資源與環(huán)境治理國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021；3.寧夏旱區(qū)資源評(píng)價(jià)與環(huán)境調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021；4.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

銀川平原地處我國(guó)西北干旱區(qū)，水資源是影響和制約該地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵因素［1］。降水是水循環(huán)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，研究降水穩(wěn)定同位素的時(shí)間尺度效應(yīng)，可有效示蹤區(qū)域水汽來(lái)源，定量闡明降水在水循環(huán)過(guò)程中的分配和轉(zhuǎn)化［2-4］，對(duì)進(jìn)一步了解該區(qū)域水循環(huán)過(guò)程具有重要意義。

降水氫氧穩(wěn)定同位素組成受氣溫、降水量和水汽來(lái)源等因素的影響，隨時(shí)間、地區(qū)和大氣環(huán)流條件而發(fā)生變化［5-7］。Gui等［2］對(duì)青藏高原與干旱區(qū)過(guò)渡區(qū)降水穩(wěn)定同位素的環(huán)境效應(yīng)及時(shí)空格局進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)降水中δ18O的氣溫效應(yīng)為0.47‰，在夏季降水量的影響明顯；Salamalikis等［8］利用濃度權(quán)重軌跡分析法（CWT）結(jié)合氣象及水汽氘盈余（d-excess）數(shù)據(jù)，分析了希臘帕特雷地區(qū)的水汽源區(qū)，進(jìn)一步得出水汽的潛在蒸發(fā)源區(qū)主要位于地中海盆地中部地區(qū)；孟鴻飛等［9］利用TrajStat 軟件中的后向軌跡模型（HYSPLIT）和潛在源貢獻(xiàn)分析法（PSCF），對(duì)黑河上游夏季降水的潛在蒸發(fā)源區(qū)進(jìn)行了研究?，F(xiàn)有關(guān)于銀川平原降水中穩(wěn)定同位素的研究［3,10］，主要基于IAEA/WMO 監(jiān)測(cè)網(wǎng)中銀川站點(diǎn)的月平均降水穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)，但受限于監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量和數(shù)據(jù)時(shí)效性，還不能完全了解降水中穩(wěn)定同位素的環(huán)境效應(yīng)和水汽來(lái)源。同時(shí)，由于研究區(qū)地處我國(guó)西北季風(fēng)邊緣區(qū)，降水氫氧穩(wěn)定同位素組成特征不完全同于西北其他干旱地區(qū)，并且水汽的蒸發(fā)源區(qū)也還不清楚。

本文基于在銀川平原銀川和靈武2個(gè)站點(diǎn)實(shí)際監(jiān)測(cè)的日降水氫氧同位素和相應(yīng)氣象數(shù)據(jù)，對(duì)全年、夏半年和冬半年不同時(shí)段下降水中穩(wěn)定同位素的變化特征、局地大氣降水線(xiàn)、氣溫和降水量效應(yīng)進(jìn)行了分析和比較，并探討了該地區(qū)降水的水汽來(lái)源及潛在蒸發(fā)源區(qū)，以期為今后研究西北干旱區(qū)局地水循環(huán)過(guò)程提供參考，同時(shí)提供可行的水汽來(lái)源鑒別方法。

1 研究區(qū)概況

銀川平原位于黃土高原中部西側(cè)（圖1），屬于溫帶大陸性半干旱氣候［11］，多年平均氣溫為8.8 ℃，利用E601 型蒸滲儀測(cè)得多年平均蒸發(fā)量為1800 mm，多年平均降水量為209.7 mm。降水年內(nèi)分配不均，主要集中在6—9 月，約占多年平均降水量的72.4%（數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家氣象信息中心-中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的中國(guó)地面氣象站逐小時(shí)觀(guān)測(cè)資料2010—2018年數(shù)據(jù)）。

圖1 銀川平原及采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of Yinchuan Plain and samplings points

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 樣品采集與測(cè)定

本文在銀川市寧夏大學(xué)賀蘭山校區(qū)（38°30′05″N，106°08′34″E；海拔1120 m）和銀川市靈武市白芨灘國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)（38°03′34″N，106°22′03″E；海拔1130 m）2 個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行事件尺度的大氣降水樣品采集，降水樣品明細(xì)見(jiàn)表1。按照《大氣降水樣品的采集與保存》（GB/T13580.2-1992）［12］，在降水日的08:00 和20:00 對(duì)降水量≥0.1 mm 的降水分別進(jìn)行1次采樣，二者的降水量之和記為該日的總降水量。在銀川站點(diǎn)，為減少建筑物等其他可能污染源對(duì)降水樣品產(chǎn)生影響，將2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雨量筒（直徑20 cm 圓桶上放置漏斗，下端與雨量筒相連，漏斗內(nèi)放置乒乓球防止蒸發(fā)）置于樓頂；在靈武站點(diǎn)，將標(biāo)準(zhǔn)雨量筒置于無(wú)林空曠地內(nèi)。每次降水結(jié)束后，將收集到的液態(tài)降水立即注入30 mL 的聚乙烯采樣瓶中，并用Parafilm 封口膜密封；降雪樣品先裝入水樣袋中，密封袋口，待其在室溫下完全融化后裝入30 mL 的聚乙烯采樣瓶中密封。所有采集的降水樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)0.45 μm的混合纖維濾膜過(guò)濾后置于冰箱中（4 ℃左右）冷藏保存待測(cè)。

表1 銀川平原各站點(diǎn)數(shù)據(jù)Tab.1 Data of the sampling sites in Yinchuan Plain

所有采集的降水樣品利用液態(tài)水同位素分析儀（Los Gatos Research，DLT-100，USA）進(jìn)行測(cè)定（δ18O和δD 的測(cè)定精度分別為±0.1‰和±0.4‰）。測(cè)定結(jié)果的有效位數(shù)符合張自超等［13］對(duì)穩(wěn)定同位素分析結(jié)果的有效位數(shù)規(guī)則并以相對(duì)于維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海洋水（Vienna standard mean ocean water，V-SMOW）的千分差表示：

式中：Rsample和RV-SMOW分別表示降水樣品和維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海洋水中重輕同位素豐度之比（‰）。Dansgaard［14］定義了氘盈余（d-excess），可以示蹤降水的水汽來(lái)源，表示為：

水汽中氫氧穩(wěn)定同位素日值由對(duì)應(yīng)的次降水中氫氧穩(wěn)定同位素日值換算得到［15］，公式為：

式中：δ18OPV和δDPV為水汽中氫氧穩(wěn)定同位素日降水量加權(quán)平均值（‰）；δ18OP和δDP為對(duì)應(yīng)的次降水中氫氧穩(wěn)定同位素日降水量加權(quán)平均值（‰）；α18w-v和α2w-v為降水和水汽氫氧穩(wěn)定同位素之間的平衡分餾系數(shù)，這2個(gè)系數(shù)與溫度（T，K）存在如下關(guān)系［16］：

降水氫氧穩(wěn)定同位素的加權(quán)平均值計(jì)算公式如下：

式中：δw為降水量加權(quán)平均值（‰）；i為降水事件；δi為相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定同位素值（‰）；Pi為相對(duì)應(yīng)的降水量（mm）。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本文所用氣象數(shù)據(jù)為中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（https://data.cma.cn）銀川和靈武站點(diǎn)的逐小時(shí)觀(guān)測(cè)資料，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制，各要素?cái)?shù)據(jù)的實(shí)有率超過(guò)99.9%，數(shù)據(jù)的正確率均接近100%；氣團(tuán)后向軌跡資料使用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（National Centers for Atmospheric Research，NCAR）提供的全球再分析資料及全球資料同化系統(tǒng)（GDAS）氣象要素?cái)?shù)據(jù)，空間分辨率為2.5°×2.5°。本文在分析降水中δD和δ18O與水汽來(lái)源的關(guān)系時(shí)，將研究期劃分為夏半年（5—10 月）和冬半年（11月—次年4月）［17］。

2.3 研究方法

2.3.1降水中δ18O與氣溫和降水量的關(guān)系 氣溫效應(yīng)指降水中穩(wěn)定同位素組成與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系；而降水量效應(yīng)指隨著降水量的增大，降水中穩(wěn)定同位素組成與降水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［18］。本文應(yīng)用偏相關(guān)系數(shù)及其P值，研究降水中δ18O 與氣溫和降水量之間的相互關(guān)系［19］。當(dāng)降水中δ18O的氣溫效應(yīng)和降水量效應(yīng)同時(shí)存在時(shí)，氣溫效應(yīng)是指當(dāng)不考慮降水量變化時(shí)，δ18O隨氣溫變化的一階導(dǎo)數(shù)；而降水量效應(yīng)是指不考慮氣溫變化時(shí)，δ18O 隨降水量變化的一階導(dǎo)數(shù)，并符合二元線(xiàn)性模型：

式中：a1（‰·℃-1）和a2（‰·mm-1）為氣溫效應(yīng)和降水量效應(yīng)；a0為常數(shù)項(xiàng)；Ta為平均氣溫（℃）；Pa為日降水量（mm）；ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析和F檢驗(yàn)，對(duì)回歸系數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，判斷銀川平原是否有顯著的氣溫或降水量效應(yīng)，同時(shí)應(yīng)用回歸參數(shù)a1和a2的偏決定系數(shù)定量氣溫或降水量效應(yīng)對(duì)回歸方程的貢獻(xiàn)。

2.3.2降水水汽來(lái)源后向軌跡模擬 本文利用已被廣泛應(yīng)用于水汽輸送等方面的TrajStat軟件［20］，參考以往研究區(qū)及周邊地區(qū)水汽來(lái)源的相關(guān)研究［21-22］，以銀川站為軌跡終點(diǎn)，以6 h 間隔（當(dāng)?shù)貢r(shí)間08:00、14:00、20:00和02:00）模擬降水日的后向軌跡，軌跡模擬的起始高度設(shè)置為1500 m、2500 m 和5000 m［23］。由于平流層水汽平均停留時(shí)間為10 d 左右［24-25］，因此將回溯時(shí)間設(shè)定為240 h（10 d）。因本文只關(guān)注水汽輸送路徑的來(lái)向，采用角度距離（Angle distance）算法聚類(lèi)得到不同時(shí)段下主要的水汽輸送路徑。

2.3.3潛在源貢獻(xiàn)分析法（PSCF） PSCF 是一種基于條件概率函數(shù)來(lái)識(shí)別潛在污染源區(qū)的方法［26］。本文利用TrajStat 軟件提供的PSCF，將水汽輸送軌跡經(jīng)過(guò)的區(qū)域劃分為0.5°×0.5°的水平網(wǎng)格（i，j），結(jié)合水汽d-excess 日數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將夏半年水汽d-excess 平均值0.8‰和冬半年水汽d-excess 平均值-0.1‰分別設(shè)置為閾值［27］，PSCF計(jì)算公式為：

式中：i、j分別為經(jīng)度和緯度；nij為網(wǎng)格（i，j）內(nèi)的所有軌跡節(jié)點(diǎn)數(shù)；mij為網(wǎng)格（i，j）內(nèi)超過(guò)平均水汽dexcess閾值的軌跡節(jié)點(diǎn)數(shù)；PSCFij為網(wǎng)格（i，j）內(nèi)超過(guò)平均水汽d-excess閾值的軌跡出現(xiàn)的概率。

PSCF值越大，表明網(wǎng)格內(nèi)水汽輸送軌跡對(duì)應(yīng)的下墊面蒸發(fā)較其他網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的下墊面蒸發(fā)更強(qiáng)烈。當(dāng)nij較小時(shí)，PSCF 會(huì)有很大的不確定性，因此以某一網(wǎng)格nij小于研究區(qū)域內(nèi)各網(wǎng)格平均滯留時(shí)間的3倍為邊界，引入權(quán)重函數(shù)Wij［28］：

對(duì)PSCF進(jìn)行加權(quán)計(jì)算：

式中：WPSCFij為網(wǎng)格（i，j）的WPSCF 值；WPSCF 值為減少不確定性后的PSCF值。

2.3.4濃度權(quán)重軌跡分析法（CWT） PSCF 只反映某個(gè)網(wǎng)格中超過(guò)平均水汽d-excess閾值的軌跡所占的比例，并不體現(xiàn)其對(duì)目標(biāo)網(wǎng)格的降水貢獻(xiàn)。CWT則可以確定水汽的潛在蒸發(fā)源區(qū)對(duì)目標(biāo)網(wǎng)格的相對(duì)貢獻(xiàn)大?。?9］。通過(guò)計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的水汽d-excess權(quán)重值定量給出經(jīng)過(guò)該網(wǎng)格的水汽輸送軌跡對(duì)應(yīng)的平均權(quán)重水汽d-excess 值，以反映各網(wǎng)格水汽dexcess 值的大小、潛在蒸發(fā)源區(qū)和局地再循環(huán)水汽對(duì)水汽輸送軌跡中d-excess 值的影響狀況，計(jì)算公式為：

式中：CWTij為網(wǎng)格（i，j）上的平均權(quán)重水汽d-excess值（‰·m-3）；k為氣團(tuán)軌跡數(shù)目；N為軌跡總數(shù)；Ck為軌跡k經(jīng)過(guò)網(wǎng)格（i，j）時(shí)對(duì)應(yīng)的研究站點(diǎn)水汽dexcess 值的大?。ā耄沪羒jk為軌跡k在網(wǎng)格（i，j）內(nèi)的停留時(shí)間。PSCF中所用的權(quán)重函數(shù)Wij同樣適用于CWT，定義WCWTij如下：

式中：WCWTij為網(wǎng)格（i，j）的權(quán)重軌跡水汽d-excess值的貢獻(xiàn)程度；WCWT值為減少不確定性后的CWT值（‰·m-3）。

3 結(jié)果與分析

3.1 降水中穩(wěn)定同位素的時(shí)間變化特征

降水中δD、δ18O 值的變化范圍介于-123.5‰～22.2‰、-12.8‰～5.0‰，降水量加權(quán)平均值分別為-31.7‰、-4.0‰，d-excess 值 的 變 化 范 圍 介 于-37.6‰～17.0‰，降水量加權(quán)平均值為-0.1‰（圖2）。降水中穩(wěn)定同位素值具有明顯的季節(jié)變化，冬半年降水量加權(quán)平均δ18O值（-1.2‰）偏正于夏半年的降水量加權(quán)平均δ18O 值（-4.1‰）。與降水中δ18O的季節(jié)變化相同，冬半年降水量加權(quán)平均d-excess值（7.5‰）明顯偏正于夏半年的降水量加權(quán)平均dexcess 值（-0.5‰）。在夏半年，遠(yuǎn)距離水汽輸送使得降水中穩(wěn)定同位素值偏負(fù)［30］；而在冬半年，水汽來(lái)源于濕度小、蒸發(fā)強(qiáng)的中高緯度大陸性氣團(tuán)，沿途降水較少，降水中穩(wěn)定同位素值偏正［31］。銀川站夏半年和冬半年的降水量加權(quán)平均δ18O 值（-3.0‰和-0.8‰）均明顯偏正于靈武站（-5.1‰和-1.3‰）。與降水中δ18O 的季節(jié)變化相反，靈武站夏半年和冬半年的降水量加權(quán)平均d-excess值（4.5‰和10.9‰）均顯著偏正于銀川站（-5.9‰和-1.0‰）。

圖2 銀川平原降水中δD、δ18O和d-excess的逐日變化Fig.2 Daily variations of δD,δ18O and d-excess in Yinchuan Plain

3.2 局地大氣降水線(xiàn)特征

由圖3 可以看出，銀川平原全年局地大氣降水線(xiàn)（LMWL），與全球大氣降水線(xiàn)（GMWL）相比，其斜率和截距均偏小，原因是研究區(qū)地處西北內(nèi)陸干旱區(qū)，雨滴在非飽和大氣降落過(guò)程中受到比較強(qiáng)烈的二次蒸發(fā)效應(yīng)的影響［32-34］，降水中的穩(wěn)定同位素發(fā)生不平衡分餾，導(dǎo)致重同位素富集，LMWL的斜率偏小。冬半年LMWL 的斜率和截距大于夏半年（表2），表明夏半年降水受云下二次蒸發(fā)作用的影響程度更大。2 個(gè)站點(diǎn)LMWL 的斜率和截距差異明顯，與GMWL相比斜率和截距均偏小，可能是云下二次蒸發(fā)效應(yīng)的強(qiáng)弱程度和局地水汽再循環(huán)作用不同。夏半年LMWL的斜率和截距較為接近，而冬半年則差異較大，主要是由于夏半年銀川和靈武站點(diǎn)較為干燥的大氣環(huán)境和較強(qiáng)的蒸發(fā)過(guò)程；冬半年，水汽來(lái)源于濕度小、蒸發(fā)強(qiáng)的大陸性氣團(tuán)，沿途降水較少，雨除效應(yīng)較弱，降水中氫氧穩(wěn)定同位素值偏正，使得2個(gè)地區(qū)LMWL的斜率和截距偏大。

表2 銀川平原大氣降水線(xiàn)斜率與截距的季節(jié)變化Tab.2 Seasonal variations of slope and intercept of local meteoric water line in Yinchuan Plain

圖3 銀川平原局地大氣降水線(xiàn)Fig.3 Local meteoric water line in Yinchuan Plain

3.3 氣溫效應(yīng)和降水量效應(yīng)

在全年和夏半年時(shí)段下，降水中δ18O 與平均氣溫均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（表3）。夏半年時(shí)段的氣溫效應(yīng)（0.258±0.037）‰·℃-1大于全年時(shí)段的氣溫效應(yīng)（0.211±0.031）‰·℃-1。然而，在冬半年時(shí)段，降水中δ18O 與平均氣溫不存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，這可能與研究區(qū)在該時(shí)段下受中高緯度大陸性氣團(tuán)的影響有關(guān)。與以往對(duì)西北地區(qū)及寧夏降水中δ18O與平均氣溫呈正相關(guān)的結(jié)論相似［22,35］；在全年和夏半年時(shí)段，降水中δ18O與降水量呈正相關(guān)關(guān)系，降水量效應(yīng)不顯著，可能是由于降水中δ18O 與平均氣溫和降水量之間相互影響。因此，進(jìn)一步利用偏相關(guān)系數(shù)，研究降水中δ18O 與平均氣溫和降水量之間的相互關(guān)系（表4）。當(dāng)平均氣溫保持不變時(shí)，3個(gè)時(shí)段下，降水中δ18O 與降水量的相關(guān)系數(shù)仍然大于0；而當(dāng)降水量保持不變時(shí)，除冬半年以外，全年和夏半年時(shí)段降水中δ18O與平均氣溫仍呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明研究區(qū)存在顯著的氣溫效應(yīng)，而在全年、夏半年和冬半年時(shí)段下，降水量效應(yīng)不明顯。這可能是銀川平原距海較遠(yuǎn)、大陸性氣候顯著，受西風(fēng)氣流影響較明顯，而來(lái)自西太平洋及印度洋的暖濕氣流受高山阻擋難以到達(dá)，季風(fēng)對(duì)研究區(qū)的影響較弱，使得該區(qū)域的降水量效應(yīng)不顯著［36］。已有研究發(fā)現(xiàn)，在年尺度上，寧夏及銀川地區(qū)降水量效應(yīng)不顯著［22,37］，但次降水事件尺度上部分區(qū)域夏季可能存在一定的降水量效應(yīng)。

表3 不同時(shí)段銀川平原降水中δ18O與氣溫、降水量的相關(guān)關(guān)系Tab.3 Correlation of δ18O in precipitation with temperature and precipitation in Yinchuan Plain in different periods

表4 不同時(shí)段銀川平原降水中δ18O與氣溫和降水量的二元線(xiàn)性回歸Tab.4 Binary linear regression of δ18O in precipitation with temperature and precipitation in Yinchuan Plain in different periods

3.4 水汽來(lái)源分析

3.4.1后向軌跡聚類(lèi)分析 在夏半年（圖4a～c），1500 m 高度下西方路徑中距離輸送的水汽合計(jì)占比79.60%，短距離路徑輸送的局地蒸發(fā)水汽占比20.40%，2500 m高度下的水汽輸送路徑與1500 m高度相似，均以西方路徑占主導(dǎo)，其中，中距離水汽輸送路徑占比85.33%，較1500 m 高度增加7.20%，短距離路徑輸送的局地蒸發(fā)水汽僅占14.67%，而5000 m高度下均為西方路徑中距離輸送的水汽；在冬半年（圖4d～f），1500 m高度下西方路徑中距離輸送的水汽合計(jì)占比92.73%，而北方路徑短距離輸送的局地蒸發(fā)水汽僅占7.27%，2500 m 高度下西方路徑長(zhǎng)距離輸送的水汽占比22.02%，中距離輸送占比73.13%，相比1500 m 高度減少21.14%，短距離輸送占比2.77%，北方路徑占2.08%，5000 m 高度下均為西方路徑長(zhǎng)距離輸送的水汽，水汽輸送路徑較1500 m和2500 m更為集中。在夏半年和冬半年，銀川站降水的水汽來(lái)源主要為西風(fēng)水汽，同時(shí)受局地蒸發(fā)水汽的影響，這與張百娟等［23］的研究結(jié)果一致，其中在冬半年受西風(fēng)水汽的影響更顯著，局地蒸發(fā)水的影響相比夏半年有所減弱。

圖4 銀川平原降水水汽來(lái)源后向軌跡聚類(lèi)Fig.4 Backward trajectories cluster of moisture source in Yinchuan Plain

3.4.2PSCF 分析 在夏半年（圖5a～c），1500 m 高度下WPSCF大于0.8的高值區(qū)域主要分布在研究區(qū)西部，2500 m 高度下WPSCF 值在0.4～0.5 的潛在貢獻(xiàn)源區(qū)面積明顯縮小，主要分布在研究區(qū)南部，此外，東南部潛在源區(qū)的貢獻(xiàn)率也較高，而5000 m 高度下大于0.4 的高值區(qū)域明顯增多，主要分布在研究區(qū)西南部，另外，東部區(qū)域也有一定貢獻(xiàn)；在冬半年（圖5d～f），1500 m高度下大于0.9的高值區(qū)域范圍較大，延伸路徑較遠(yuǎn)，主要分布在研究區(qū)周邊地區(qū)和西部，2500 m 高度下WPSCF 大于0.9 的高值區(qū)域面積明顯縮小，且向南遷移，主要分布在研究區(qū)周?chē)拔鞑繀^(qū)域，5000 m 高度下WPSCF 大于0.9 的高值區(qū)域面積持續(xù)縮小且分布集中，主要分布在研究區(qū)周邊地區(qū)和西部，相比1500 m 和2500 m 高度，西方路徑區(qū)域水汽傳輸對(duì)研究區(qū)降水的影響可能減弱。

圖5 銀川平原夏半年和冬半年WPSCF分布Fig.5 Distribution of WPSCF in Yinchuan Plain during the summer and winter half-year

3.4.3CWT分析 在夏半年（圖6a～c），1500 m高度下WCWT值超過(guò)6‰·m-3的區(qū)域主要分布在研究區(qū)西部，研究區(qū)東部也有一定貢獻(xiàn)，2500 m 高度下WCWT 值超過(guò)6‰·m-3的區(qū)域主要分布在西南部，而研究區(qū)西部大于8‰·m-3的高值區(qū)域顯著縮小，5000 m 高度下WCWT 值大于3 ‰·m-3的高值區(qū)顯著增大且分布較集中，主要分布在研究區(qū)西部，其次是東部；在冬半年（圖6d～f），1500 m 高度下無(wú)明顯高值區(qū)域，2500 m高度下大于-3‰·m-3的區(qū)域顯著增大，主要分布在研究區(qū)周邊地區(qū)，此外，研究區(qū)西南部也有一定貢獻(xiàn)，而5000 m高度下大于0.1‰·m-3區(qū)域顯著縮小，且分布較分散，主要分布在研究區(qū)西部。

圖6 銀川平原夏半年和冬半年WCWT分布Fig.6 Distribution of WCWT in Yinchuan Plain during the summer and winter half-year

4 結(jié)論

本文通過(guò)研究銀川平原不同時(shí)段下降水中穩(wěn)定同位素主要的環(huán)境效應(yīng)、水汽來(lái)源、潛在蒸發(fā)源區(qū)及其貢獻(xiàn)程度，得出以下主要結(jié)論：

（1）銀川平原降水氫氧穩(wěn)定同位素組成存在明顯的季節(jié)性變化，冬半年降水氫氧穩(wěn)定同位素組成（-38.6‰±51.6‰和-4.5‰±5.2‰）明顯偏正于夏半年（-40.9‰±17.7‰和-5.7‰±3.0‰）；不同時(shí)段下，夏半年LMWL 的斜率、截距（5.43、-9.71）低于冬半年LMWL 的斜率、截距（9.10、5.08）和銀川平原全年LMWL的斜率、截距（6.79、-2.79）。

（2）在全年、夏半年和冬半年3個(gè)時(shí)段下，扣除降水量的影響，降水中δ18O 與平均氣溫仍呈正相關(guān)關(guān)系，氣溫效應(yīng)分別為（0.473±0.210）‰·℃-1、（0.258±0.037）‰·℃-1和（0.211±0.031）‰·℃-1；扣除氣溫的影響，3 個(gè)時(shí)段下，降水中δ18O 與降水量仍呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明降水量對(duì)降水中δ18O 的影響不明顯，降水量效應(yīng)不顯著。

（3）夏半年和冬半年，研究區(qū)降水受西風(fēng)水汽影響顯著，同時(shí)受局地蒸發(fā)水汽的影響。夏半年，研究區(qū)周邊地區(qū)及西部、西南部和南部是主要的水汽潛在蒸發(fā)源區(qū)；冬半年，研究區(qū)周邊地區(qū)和西部是主要的水汽潛在蒸發(fā)源區(qū)。