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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05886/
• 关键词: 酸素・水素安定同位体比; 環境トレーサー; 水蒸気; 水循環; 地下水涵養; 同位体収支; 水収支

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．

氧气 - 氢稳定的同位素比的特征在于当强烈蒸发（例如在稻田中），由于动态同位素分馏效应以及氧同位素比率之间的关系（斜率），同位素比率（斜率）增加，而同位素比率（斜率）增加，称为蒸发线和蒸发线和氢化同生比率。 For paddy fields with a large effect of evaporation and large fluctuation in water balance, we estimated the isotopic ratio of evaporated water vapor that occurs in the non-equilibrium reaction (dynamic isotopic fractionation) of rice fields with a large influence of evaporation and a large fluctuation in water balance, and the isotopic ratio of evaporated water vapor that occurs in the daily flow of rice fields, and the大气水蒸气与帕迪场表面附近的蒸汽之间的非平衡反应（动态同位素分级），并为地表水中的同位素比波动创建了模型。确定了模型性能，并使用来自多个地区和多年的现场观察数据进行了灵敏度分析。在这种情况下，我们使用了先前在湖泊和沼泽的研究来提取稻田和湖泊之间同位素建模的差异。在Craig-Gordon方程的模型参数中，通常很难获得比液相（水）观察到的蒸气相（水）值。因此，对大气水蒸气的同位素比进行了敏感性分析，并且在水面上方0.3m的观测值中高估了水稻场表面的同位素比。接下来，当根据沉淀加权平均值估算大气蒸汽的同位素比时，可重复性提高。关于代表大气静态状态的craig-gordon参数，在正常湖泊建模中使用的n = 1/2（粗水面）的值n = 1/2（粗水面）上高估了蒸发线的斜率。如果n = 2/3（光滑的水面），则改善了蒸发线斜率的可重复性。发现其他参数，还原深度，平衡同位素分级系数，相对湿度等对田间水中同位素比的波动几乎没有影响。

项目成果

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 -

• 发表时间: 2022
• 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
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2023
• 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