2018年4月26日，国际著名水文学期刊Journal of Hydrology (TOP期刊)在线发表了西南大学地理科学学院李廷勇研究员所带领的研究小组的最新研究成果。亚洲季风区洞穴石笋在古气候重建中取得了举世瞩目的巨大成就，但是关于石笋中氧同位素(δ¹⁸O)的影响因素及其气候意义，存在广泛争议。为了研究大气降水中氢氧稳定同位素信息在洞穴系统的运移规律及其与大气环流的关系，李廷勇研究员率领的研究小组于2011—2016年在中国西南部的重庆市南川区金佛山羊口洞开展了长达6年的洞穴连续监测工作，每月采集大气降水、土壤水以及洞穴滴水进行氢氧稳定同位素(δD和δ¹⁸O)和微量元素分析。经过大量的地球化学测试分析，结合大气环流模型，发现以下主要规律：(1)在大气降水——土壤水——洞穴滴水的运移过程中，δD和δ¹⁸O的季节变化幅度逐渐减小。由于水文地质条件的差异，不同滴水点的滴水中δD和δ¹⁸O的变化幅度和季节特征有差异，但在年际变化上基本一致。(2) ElNiño发生时，西太平洋副热带高压偏强偏西，来自西太平洋及中国南海的近源水汽增加，导致大气降水和洞穴滴水中δ¹⁸O偏重。在La Niña发生时，西太平洋副热带高压偏东，来自印度洋的远源水汽增加，导致大气降水和洞穴滴水中δ¹⁸O偏轻。(3)洞穴滴水中Mg/Ca比值在冬季偏高，夏季偏低。而El Niño发生当年及次年夏季降水增多，滴水中Mg/Ca明显偏低；La Niña发生时夏季降水量减少，滴水中Mg/Ca增加。滴水中Mg/Ca比值主要受表层岩溶带水文条件变化的影响，间接反映了地表降水量的变化。研究认为，羊口洞滴水中δ¹⁸O的年际变化反应了大气环流引起的水汽来源的变化，而滴水Mg/Ca响应了由大气环流变化引起的降水量的变化，可以记录异常的干旱/洪涝事件。因此，利用羊口洞的洞穴沉积物，有可能高精度地重建过去的大气环流变化以及旱涝变化历史。人类当前所关心的未来气候变化，受到地球气候系统自身变化规律和人类活动的双重影响。了解自然本身的变化规律，必将为将来的气候预测提供重要的科学基础和背景。

本研究成果是研究小组多年野外工作和数据积累的结晶，硕士研究生陈朝军和李廷勇研究员为本文共同第一作者，李廷勇研究员兼通讯作者。论文在线发表链接为：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.04.061。此外，近期李廷勇研究员研究小组利用在重庆芙蓉洞连续8年的监测数据，揭示了洞穴滴水中溶解无机碳碳同位素(δ¹³C_DIC)对当地降水量变化的响应，相关成果在2018年4月13日在线发表于《Applied Geochemistry》，论文链接为：https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.04.002。以上研究工作得到国家自然科学基金面上项目(41772170, 41172165)和中央高校基本科研业务费团队项目的大力支持(XDJK2017A010, XDJK2013A012)。

图1 羊口洞内洞穴滴水氢氧稳定同位素季节变化特征及年际变化规律

图2 羊口洞外土壤CO₂产率变化，洞内滴水微量元素变化及其与降水量变化的关系

图3El Niño/La Niña模态下东亚季风区环流格局变化及其对降水的影响