陕西
水文变化是影响植被演替和生命演化的关键驱动力之一。然而，由于独立记录水文变化的指标还十分有限，准确重建过去的水文变化依然是一个难点。传统的古气候指标，如δ18O，往往受到水汽来源、蒸发和温度等多因素的影响，在不同气候区难以作为一致反映水文变化的指标。因此，目前仍然需要开发新的水文指标，也是未来学科发展的大势所趋。
为此，地球环境研究所金章东研究员团队选取位于典型西风区、有“冰川之父”之称的帕米尔高原慕士塔格流域作为研究对象，通过高时间分辨率（每周）采样，对季节性河水锂同位素（δ7Li）的地球化学行为和受控机制进行了系统研究。研究发现，河水δ7Li呈现显著的季节性变化（从旱季的17.9‰下降至雨季的2.5‰），并且清晰地记录了水文变化信号。具体表现为：河水δ7Li的高值对应较低的湖泊水位，而在湖泊水位较高时期，河水δ7Li值则下降到低值，δ7Li与湖泊水位之间呈现良好的负相关关系（图1）。但是，δ7Li与温度之间未表现出相关性。
进一步地，该研究对比了传统水文指标 δ18O与新兴指标δ7Li在指示水文变化方面的潜力。结果表明，河水δ18O在西风区主要由温度主导（本研究），在季风区则由降水主导（海螺沟）。相比之下，δ7Li在西风和季风区流域均一致响应水文变化，表现出出色的水文指示能力。
上述研究对河水δ7Li的控制机制及其应用研究提供了重要补充：（1）即使在构造活跃、侵蚀强烈的冰川环境中，δ7Li仍能够敏感、快速响应水文变化。同时，其季节性变化高达~15‰，为目前全球河流观测到的最大季节性变幅。（2）建立了溶解态δ7Li与实际湖泊水位变化之间的关系，为未来利用沉积档案（如湖相自生碳酸盐）中的δ7Li重建古水文提供了第一个野外实测的证据。（3）与传统 δ18O指标相比，锂同位素在西风和季风区均能够更加敏感地记录水文变化，并能有效排除温度因素的干扰。
因此，锂同位素有望成为重建过去水文变化极具潜力的新指标，为古水文研究提供了新的研究方向。
上述研究成果于2026年3月发表在国际地球化学顶级期刊Geochimica et Cosmochimica Acta上。中国科学院地球环境研究所的胡雅丹博士研究生为论文第一作者，金章东研究员和张飞研究员为论文共同作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院国际合作局未来伙伴网络专项等联合资助。
Yadan Hu, Fei Zhang*, Chen Chen, et al. Lithium isotopes as a new indicator for change in hydrology. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2026. https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.03.018
图1 河水δ7Li与湖水位及水温的关系
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