東北地理所在穩定同位素蒸發定量方法方面取得進展
土壤蒸發是陸地水循環和能量平衡的重要組成部分，其準確估算對于揭示生態系統水分利用機制、改進蒸散發組分分離及提升水文模型預測精度均具有重要意義。近年來，穩定同位素技術能夠利用蒸發過程中重同位素富集特征直接估算土壤蒸發量，但現有方法多建立在穩態（SS）或非穩態（NSS）假設基礎上，忽略了降水入滲、植物吸水及深層滲漏等非蒸發通量的影響，這在實際應用中可能導致顯著誤差。?
針對這一問題，中國科學院東北地理與農業生態研究所黑土保護與利用團隊提出了一種新的穩定同位素蒸發估算框架：ISONEVA（ISOtope based soil water evaporation estimation considers dynamic soil water storage and Non-EVAporative fluxes）。該方法借鑒湖泊蒸發同位素模型思想，在傳統框架基礎上同時考慮土壤水動態儲量變化及非蒸發通量貢獻，實現了土壤水和同位素質量守恒條件下的蒸發估算。研究通過數值模擬和田間蒸滲儀數據對ISONEVA進行了系統驗證。結果表明，相較于傳統穩態和非穩態方法，ISONEVA在虛擬實驗中的蒸發估算精度提高24.2%-79.0%，在田間試驗中的精度提高57.1%-79.0%。此外，該方法能夠進一步估算土壤蒸發占總蒸散發（E/ET）的比例，并給出合理的上限范圍，有效解決了傳統方法存在明顯低估或無法估算的問題。?
研究揭示，在利用氫氧穩定同位素定量土壤蒸發時，動態土壤水儲量變化及非蒸發通量的貢獻不可忽略。ISONEVA框架有效彌補了傳統方法的理論缺陷，為氫氧穩定同位素技術在農田生態系統、森林生態系統及流域水循環研究中的應用開辟了新的技術途徑，對提升蒸發估算精度和完善生態水文理論具有重要意義。?
圖1. ISONEVA框架示意圖.（a）表層土壤控制體內降水、蒸發和非蒸發通量示意；（b）ISONEVA利用評價時段前后土壤水含量及其同位素組成變化，估算蒸發/降水比值（E/P）的計算框架
圖2. 不同方法在時間尺度下 E/P（蒸發/降水）估算值與觀測值對比
該研究以“Technical note: Including non-evaporative fluxes enhances the accuracy of isotope-based soil evaporation estimates”為題發表于國際主流期刊《Hydrology and Earth System Sciences》。黑土保護與利用學科組特別研究助理富涵為第一作者，鄒文秀研究員為通訊作者。司炳成特聘研究員、高明特別研究助理、魯東大學李會杰副教授、劉俊明助理教授、以及意大利佛羅倫薩大學（University of Florence）的Danniel Penna副教授參與了研究。該研究得到國家自然科學基金、黑龍江省杰出青年科學基金等項目支持。
論文信息如下：
Fu, H., Gao, M., Li, H., Penna, D., Liu, J., Si, B., Zou, W.* Technical note: Including non-evaporative fluxes enhances the accuracy of isotope-based soil evaporation estimates. Hydrology and Earth System Sciences, 2026, 30, 1951–1968. https://doi.org/10.5194/hess-30-1951-2026
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