秘鲁全国尺度水稳定同位素数据集（WSIPeruDB）：揭示安第斯地区水循环动态的关键工具

本研究针对南美洲水稳定同位素（δ18O, δ2H）数据稀缺的现状，整合了秘鲁2000-2021年间489个采样点的多源水样同位素数据，构建了首个国家级标准化数据集WSIPeruDB。研究人员通过GNIP、WaterIsotopes等数据库整合与自主采样，采用LMWL（局地大气水线）质量控制方法，建立了涵盖降水、河流、地下水等12类水体的地理空间数据库，为解析ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）事件对安第斯水循环的影响提供了新型示踪工具。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，安第斯山脉作为"南美洲水塔"正面临冰川退缩、降水格局改变等严峻挑战。秘鲁作为安第斯地区水资源压力最显著的国家之一，其太平洋沿岸、亚马逊坡地和的喀喀湖三大流域的水资源分配机制长期缺乏系统研究。传统水文监测方法难以追踪不同海拔带的水汽来源和混合过程，而水稳定同位素（δ¹⁸O, δ²H）作为天然的"水文指纹"，能有效示踪蒸发冷凝过程中的分馏效应，却因南美洲观测站点稀疏、数据分散而未能充分发挥作用。

针对这一科学瓶颈，秘鲁地球物理研究所（Instituto Geofísico del Perú, IGP）的Carol Romero与James Apaéstegui领衔的研究团队，在《Scientific Data》发布了秘鲁首个全国尺度水稳定同位素数据集WSIPeruDB。这项研究整合了489个采样点长达21年的多源数据，涵盖从海平面到5000米海拔的降水、冰川、地下水等12类水体，通过标准化地理编码和元数据模板，构建了可支持气候模型验证、极端水文事件分析的基准数据库。

研究团队采用三项关键技术：① 基于QGIS的地理空间配准技术，对历史文献中的采样点进行精确坐标提取；② 采用Picarro L2130i激光吸收光谱仪（精度δ¹⁸²

数据记录特征

• 地理覆盖：横跨秘鲁19个行政区，包含太平洋坡地（cyan）、亚马逊坡地（grey）和的喀喀湖坡地（brown）三大水文单元

• 时间跨度：2000-2021年期间数据，包含日、周、月不同采样频率

• 样本多样性：降水（01）占比35%、河水（02）28%、地下水（09）15%，含冰芯（05）、洞穴滴水（12）等特殊介质

技术验证

通过建立区域LMWL回归模型（δ²H=8×δ¹⁸O+10），发现亚马逊坡地样本d-excess（氘盈余）显著高于沿海，证实了热带森林蒸腾作用对水汽循环的调节效应。对比阿尔托马约河与乌鲁班巴河流域数据，揭示出东部亚马逊源区降水δ¹⁸O比西部沿海低3-5‰的海拔效应。

这项研究创建的WSIPeruDB数据集具有三重科学价值：首先，填补了国际同位素数据库（如GNIP）在南美西部的数据空白，为验证GCMs（大气环流模型）中的水汽传输模块提供地面真值；其次，通过识别2017年沿海厄尔尼诺事件中的异常同位素信号，建立了极端气候的水文响应新指标；最后，开放的Python分析工具包（GitHub开源）和IGP地理可视化平台，支持区域水资源管理者追踪冰川融水对流域的贡献率。正如研究者强调，该数据集将持续吸纳新增监测数据，未来有望揭示安第斯山脉"海拔-气候-同位素"三元耦合机制，为应对全球变暖下的水资源危机提供科学基准。