Quantification of paddy hydrological process by water stable isotopes

水稳定同位素对水稻水文过程的量化

基本信息

批准号：
22K05886
负责人：
吉岡有美
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

酸素・水素安定同位体比は，水田のように強い蒸発を受けると，動的同位体分別効果によって同位体比が上昇するとともに蒸発線とよばれる酸素同位体比と水素同位体比の関係（傾き）が小さくなる特徴がある．蒸発の影響が大きく，水収支変動が大きい水田を対象として，日単位での水田の流入流出による水収支式，同位体収支式，大気水蒸気と水田水面付近の水蒸気との非平衡反応（動的同位体分別）で生じる蒸発水蒸気の同位体比をCraig-Gordon式を用いて推定し，田面水の同位体比変動をモデルを作成した．複数地域・複数年での現地観測データを用いてモデルのパメーターの同定および感度解析を行った．この際，湖沼における先行研究を参考にし，水田と湖沼における同位体モデリングの差異を抽出した．Craig-Gordon式のモデルパラメータのうち液相（水）より気相（水蒸気）の観測値を得ることは通常困難である．そこで，大気水蒸気の同位体比について感度解析を行った結果，水面上0.3mの観測値では田面水の同位体比を過大推定した．つぎに，降水加重平均値から同位体平衡を仮定して大気水蒸気の同位体比を推定したところ，再現性が向上した．Craig-Gordon式の大気静止状態を表すパラメータについては，通常の湖沼のモデリングで用いられる値n＝1/2（粗い水面）では，蒸発線の傾きを過大推定した．n=2/3（滑らか水面）とすれば蒸発線の傾きの再現性が向上した．その他パラメータ，減水深，平衡同位体分別係数、相対湿度などが田面水の同位体比変動に与える影響が小さいことがわかった．

当氧/氢稳定同位素比受到强烈蒸发时，如在稻田中，由于动态同位素分馏效应，同位素比增大，氧和氢同位素比之间的关系（称为蒸发线）增大。其特征在于，斜率)变小。针对蒸发影响较大、水平衡波动较大的稻田，水平衡方程、同位素平衡方程、大气水汽与稻田水面附近水汽的非平衡反应（动态利用克雷格-戈登方程，我们估算了同位素分馏产生的蒸发水蒸气的同位素比，并创建了稻田水同位素比变化的模型。利用多个地区和多年的现场观测数据确定了模型参数并进行了敏感性分析。此时，我们参考了之前对湖泊的研究，提取了稻田和湖泊同位素建模的差异。在Craig-Gordon方程的模型参数中，获得气相（水蒸气）的观测值通常比液相（水）更困难。因此，我们对大气水汽同位素比进行了敏感性分析，发现水面以上0.3 m处的观测值高估了稻米水汽同位素比。接下来，我们在假设同位素平衡的情况下根据加权降水平均值估算了大气水蒸气的同位素比率，并且再现性得到了提高。关于克雷格-戈登方程代表大气停滞的参数，湖泊建模中通常使用的值n = 1/2（粗糙的水面）高估了蒸发线的斜率。设置n=2/3（平滑水面）提高了蒸发线斜率的再现性。研究发现，失水深度、平衡同位素分馏系数、相对湿度等其他参数对稻米水同位素比波动影响不大。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

酸素・水素安定同位体比を用いた河川浸透水の影響評価―天井川に離接する宍道湖西岸水田地区を事例として―

利用氧/氢稳定同位素比评估河流渗流影响 - 以邻近天下川的宍道湖西岸稻田地区为例 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
田中里奈，濱　武英，佐藤健司，脇田梨左，中村公人;佐野倫子，粉川美踏，北村豊;谷川智穂・中塚雅也;吉岡有美，重近真奈美，橋口亜由未
通讯作者：
吉岡有美，重近真奈美，橋口亜由未

Estimation of groundwater recharge at paddy plot using oxygen and hydrogen stable isotopes

使用氧和氢稳定同位素估算稻田地下水补给量

DOI：
10.34467/jssoilphysics.153.0_25
发表时间：
2023
期刊：
Journal of the Japanese Society of Soil Physics
影响因子：
0
作者：
Unami K;Mohawesh O;Fujihara M;Unami K;吉岡有美，中村公人
通讯作者：
吉岡有美，中村公人

水の安定同位体比による水田からの地下水涵養の推定

使用水的稳定同位素比估算稻田的地下水补给

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Kitao;Y. Fukumoto;K. Fujisawa;A. Jewel and A. Murakami;Micihiro Ogawa;吉岡有美
通讯作者：
吉岡有美

同位体環境学がえがく：世界2023年版

同位素环境科学绘图：世界 2023 版

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
篠原健吾;伊藤祐二;奥西将之;前田広人;籾井和朗;大野晃太郎，辻本久美子，小松満，太田哲，栗屋奈那，山本理沙;栗屋奈那，辻本久美子，小松満，太田哲，大野晃太郎，山本理沙;辻本久美子;陀安一郎，申基澈，鷹野真也編，吉岡有美分担執筆
通讯作者：
陀安一郎，申基澈，鷹野真也編，吉岡有美分担執筆