黄土高原地区现代降雨降尘Be同位素观测及示踪研究

The multi-scale environmental tracing study from the combination of the high-precision Accelerator Mass Spectrometry (AMS) and the application of cosmogenic Be isotopes (10Be and 7Be) with different half-life, is one of the important topic of earth science research. In this study, two sites of Ansai and Xi'an with significant annual rainfall gradient for well illustrating the spatial distribution characteristics of Be isotopes, will be selected for modern observation studies on precipitation and falling dust process in three years. Through monthly collecting the samples and measuring 7Be and 10Be by gamma spectrometer and AMS respectively, we can firstly derive the long continuous records of 10Be/7Be concentration or flux data in dust and precipitation, and then to further clarify the features of the dust related Be isotopes concentration variation, the 10Be /7Be flux ration in modern rainfall and preliminarily discuss the possible relation between the Be isotope flux changes with precipitation in Monsoon area. In addition to former observations, the multiple regression and other mathematical statistics methods will be used to derive the transformation equation between the modern precipition amount vs 7Be or 10Be observation data. This will be both helpful for promoting the studies of modern precipitation process tracing by Be isotopes and quantitative paleo-precipitation reconstructions by separated precipitated 10Be signal in Chinese loess to contribute to the regional ecological environment constructions.

将加速器质谱等高精度测试技术与半衰期不同的宇宙成因Be同位素(10Be、7Be)应用相结合，进行不同时间尺度环境过程示踪是地球科学研究的重要课题之一。本项目将在具有显著年平均降雨梯度变化、对研究Be 同位素分布特征有空间指示意义的安塞、西安地区，连续3年逐月采集降雨、降尘样品，运用高纯锗γ能谱仪和3MV 加速器质谱分别同时进行样品7Be、10Be 测试，获得连续的降雨、降尘7Be、10Be 浓度/通量数据，探讨季风区现代降尘Be同位素浓度分布水平、降雨7Be、10Be 浓度比例关系及其通量变化与降雨量的联系；在此基础上利用多元回归等数理统计手段将所获的7Be、10Be 浓度/通量数据与降雨观测记录进行相关分析，建立转换方程，为利用降雨Be 同位素指标示踪现代降水过程和应用黄土中分离的降水10Be 信号重建黄土高原地区古降水变化以服务于区域生态环境建设提供现代参考模型和科学依据。

本项目拟通过采集大气降尘、降雨样品进行10Be、7Be测试对比研究，探讨季风区现代降尘Be 同位素浓度分布特征，揭示7Be、10Be 沉降过程与降雨量的相关关系并尝试建立转换方程，为利用Be 同位素指标开展环境变化过程示踪研究提供现代参考模型。根据上述目标，在存在降雨梯度变化的安塞、西安两地进行了连续观测，获得近三年月-季节分辨率的降尘、降雨样品；开展了降尘、降雨样品10Be、7Be测试分析，为研究季风区Be同位素沉降与降水之间的相关关系积累了基础数据，取得以下主要进展：.通过观测确定了现代降尘10Be浓度的背景值，揭示现代降尘10Be浓度的 “准恒定”分布特征，明确了其对10Be环境示踪研究的可能影响；获得了2013-2015较为连续的现代降雨7Be活度数据，初步建立其与季风降水量的转换方程，为利用沉积物Be同位素指标重建古降水变化提供了现代背景值参考；将现代观测与沉积物10Be示踪相结合，提出新的多元统计模型，定量重建了最近13万年黄土高原地区古降水变化历史，为研究区域水循环过程提供了背景资料；此外还总结了大气成因10Be在海洋、河流和土壤等不同载体中的地球化学行为差异及可能影响因素，尝试开展黄土高原断面10Be空间分布对比研究，为进一步拓展Be同位素示踪研究提供了思路。..发表论文 6篇，其中SCI论文 3 篇，中文刊物2篇，国际会议论文1篇。项目成员1人获职称晋升，参与项目部分工作的1名硕士研究生顺利毕业。