科研成果氢同位素组成是生物地球化学和古降水重建的重要指标，植物叶蜡氢同位素分馏系数（ε）变化涉及对植物氢同位素分馏机制的认识，也是利用叶蜡氢同位素示踪环境变化的基础问题。到目前为止，人们对植物合成叶蜡氢同位素分馏的认识还不清楚，这极大的限制了叶蜡氢同位素在环境变化示踪中的应用。
因此，针对目前国际上应用叶蜡氢同位素定量重建古降水面临氢同位素表观分馏系数不稳定这一难题，地球环境研究所刘卫国研究员团队系统调查了我国不同区域（包括青藏高原、新疆、中国东北和中国南方）的陆生植物叶蜡δD组成和对应的源水（降水和土壤水）δD组成，以及控水实验观测的叶蜡δD组成和对应的源水（土壤水和叶片水）δD组成，讨论了高等植物叶蜡氢同位素表观分馏系数的变化特征和主要影响因素。
结果表明：陆生植物叶蜡表观分馏系数（εprecipitation）变化范围很大，且随着干旱指数的增大逐渐偏负，结合水生植物和控水实验陆生植物叶蜡氢同位素分馏系数结果，表明高等植物叶蜡氢同位素生物合成分馏系数应该是一个常数，而目前观测到的不稳定的陆生植物叶蜡氢同位素表观分馏系数主要是由于大气降水通过土壤水和叶片水被植物利用的过程中，由于蒸发蒸腾作用强度不同，植物叶蜡合成所利用水的δD值不断变化造成的。
因此，本研究为应用叶蜡氢同位素进行古环境重建提供了机制上的理解。
图1 我国不同区域植物叶蜡和源水δD值 A：大气降水δD值，B：土壤水δD值，C：单子叶植物叶蜡δD值，D：双子叶植物叶蜡δD值。
图2 陆生和水生植物叶蜡氢同位素分馏系数对比，其中陆生植物叶蜡氢同位素分馏系数按干旱指数的增加分为干旱区、半干旱区、湿润区和半湿润区。
上述成果发表在学术期刊Science of the Total Environment上，第一作者为刘虎副研究员，通讯作者为刘卫国研究员。本研究得到中国科学院战略先导专项（XDB40000000）、国家自然科学基金（42173014, 42103018）和第二次青藏科考（2019QZKK0101）等资助。
详文见：Liu, H., Wang S., Wang H., Cao, Y., Hu, J., Liu, W.*, 2023. Apparent fractionation of hydrogen isotope from precipitation to leaf wax n-alkanes from natural environments and manipulation experiments. Science of the Total Environment 877, 162970.
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723015887
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