圖1 西北地區(qū)北麓的位置，(a)研究區(qū)采樣點(diǎn)位置，圖(a)左上：研究區(qū)水分來(lái)源（箭頭大小表示重要性）；(b)山區(qū)采樣點(diǎn)位置；(c)祁連山北坡降水量與氣溫月平均變化。

來(lái)自西北師范大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在祁連山北坡6個(gè)采樣點(diǎn)共采集降水樣品863個(gè)，其中雪樣出現(xiàn)在冬季（1月、2月、12月），雨樣出現(xiàn)在3月至11月，采樣期間共采集雪樣61個(gè)、雨樣802個(gè)（表1）。在研究區(qū)5個(gè)采樣點(diǎn)共采集地表水（河水）樣品372個(gè)，在研究區(qū)5個(gè)采樣點(diǎn)共采集植物水樣品92個(gè)，采樣時(shí)間為2016年10月至2020年9月。每次降水事件后，用雨量計(jì)采集降雨樣品并立即放入50 ml聚乙烯采樣瓶中，同時(shí)記錄降水量，最后用封口膜蓋緊封口并冷藏保存。地表水樣品每次采集后也立即密封冷藏。同時(shí)利用自動(dòng)氣象觀測(cè)儀器記錄氣溫、降水、相對(duì)濕度、大氣壓等氣象要素。分析時(shí)，植物水由LI-2100 全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng)（北京科技有限公司）提取。δ²H和δ¹⁸O測(cè)定在西北師范大學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，每個(gè)水樣和同位素標(biāo)準(zhǔn)樣品連續(xù)進(jìn)樣6次。

表1 采樣點(diǎn)基本信息

通過(guò)對(duì)2016年10月至2020年9月降水穩(wěn)定同位素分析，確定祁連山水線（LMWL）為：δ2H = (7.78±0.05)δ1?O+ (10.97±0.52) (R2=0.97, n=863, p<0.05)。其斜率小于大氣水線，截距大于大氣水線，反映歐亞大陸的地理氣候特征，氣候干旱，高海拔干冷。此外，祁連山北坡低水分線斜率呈現(xiàn)月變化：4月、5月和9月斜率分別為6.92、6.93和6.66，春秋季地表蒸發(fā)明顯；夏季（6-8月）斜率為7.32、7.26和7.31，降水增多，蒸發(fā)減少；10月至次年3月斜率均大于7.5（圖2），氣溫低，降水少。海拔降低導(dǎo)致斜率和截距減?。▓D3）。在西營(yíng)（M4）和武威（M6），降水同位素出現(xiàn)突變。西營(yíng)（M4）的異常因水庫(kù)增加濕度，武威（M6）則因人類活動(dòng)和水源集中。

圖3 研究區(qū)域內(nèi)各月當(dāng)?shù)卮髿饨邓€ (LMWL) 的斜率和截距 (a) 和不同采樣點(diǎn) (b) 的比較。

圖4 不同月份的祁連山帶北坡原始后向軌跡聚類分析。圖中百分比值代表來(lái)自各個(gè)方向的氣團(tuán)對(duì)研究區(qū)域的水汽貢獻(xiàn)比例。

圖5 氣象水文過(guò)程對(duì)祁連山北坡降水穩(wěn)定同位素海拔效應(yīng)的影響。（a）降水穩(wěn)定同位素海拔效應(yīng)的月變化，圖中連線表示海拔梯度及誤差的月變化。（b）降水中循環(huán)水比例及相對(duì)濕度的月變化。（c）降水量和氣溫的月平均變化。（d）雨滴蒸發(fā)殘留率的月變化。