【CN110132493A】利用植物稳定碳同位素识别地质封存COSub2Sub泄漏的方法【专利】

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稳定碳同位素技术在岩溶碳循环中的应用

并有助于利用其特征研究岩溶形成与发育过程。
研究，以及根据系统中各个端元８值的差异与动态变化并
结合常规的化学指标，可以判断碳的源汇，把握区域碳循
环的规律，现已成功运用在地球化学领域等具体问题的
研究中。
汇的研究中，对岩溶作用的研究是必不可少的。
稳定碳同位素技术作为一项比较成熟的技术，对碳
［收稿日期】２０１２—１２— ３１［作者简介］熊文斌（１９８９一），男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向为水环境与同位素示踪．
第１９卷第５期
２０１３年５月
水利科技与经济
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙ
Ｖｏ１．１９Ｎｏ．５
０引言
全球大气中ＣＯ的浓度已由工业革命前的２８０ｐｐｍ升高到２０１０年的３８９ｐｐｍ，并继续以每年约２ｐｐｍ的速度增加，到２１世纪末ＣＯ：浓度将可能达￣Ｉ］７００ｐｐｍ，由此引起的全球变暖已成为学术界和各国政府关注的焦点
Ｍａｙ．，２０１３
的同位素丰度为：Ｃ：９８．８９２％； ”Ｃ：１．１０８％。由于天然物质中，不同样品的同位素含量差异甚微，用同位素丰度或同位素比值很难显示它们这种微小的差异，故而在碳同位素的研究引入８ ” Ｃ值。８ ” Ｃ值是指样品中碳同位素比值相对于标准样品对应比值的千分差值，即

稳定碳同位素示踪技术在土壤有机碳循环中的应用研究

稳定碳同位素示踪技术在土壤有机碳循环中的应用研究刘㊀哲1,2,3,4(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司,西安710075;2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司,西安710075;3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,西安710075;4.陕西省土地整治工程技术研究中心,西安710075)摘要:土壤有机碳库作为生态系统中最重要的碳库,其变化过程对全球生态系统的碳平衡有着直接作用,同时也影响土壤的质量变化㊂稳定碳同位素是一种可以精确示踪有机碳在土壤不同粒级团聚体中动态变化和积累过程的天然物质,能有效探究外源有机碳在土壤㊁植物及微生物中的运转状况及变化规律,稳定碳同位素示踪技术是当前土壤碳循环研究领域的一项新技术,在土壤科学研究中也得到了重要的应用㊂在碳同位素示踪的研究基础上,总结分析了近年来稳定碳同位素示踪法在陆地生态系统土壤碳循环领域和土壤碳固持方面的一些研究进展,并针对目前研究中存在的问题进行了概况总结㊂关键词:稳定碳同位素技术;有机碳循环;土壤有机碳;土壤团聚体APPLICATION OF STABLE CARBON ISOTOPE TECHNIQUE IN THE RESEARCH OFORGANIC CARBON CYCLINGLiu Zhe 1,2,3,4(1.Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd,Xiᶄan 710075,China;2.Institute of Land Engineeringand Technology,Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd,Xiᶄan 710075,China;3.Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering,the Ministry of Natural Resources,Xiᶄan 710075,China;4.Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center,Xiᶄan 710075,China)Abstract :Soil organic carbon (SOC )pool is the important carbon pool in the terrestrial ecosystem.Changes of theaccumulation and decomposition of SOC are directly related to the carbon storage in terrestrial ecosystems and to the global carbon balance,and influences soil quality.With the development and improvement of isotope analysis techniques,the stablecarbon isotope as a natural tracer has been widely used in the soil carbon cycling research of agricultural ecosystems.Investigation of the carbon isotopic variation in the atmosphere-crop-soil system by using tracer technique of stable carbon isotope contributes to revealing soil organic carbon decomposition.Stable13C isotope technique is helpful to study the changelaw of soil carbon cycle and the roles of soil microorganism in the process of organic carbon turnover.The theory and methodsabout the stable carbon isotope analysis and its applications in the research advances of soil carbon cycling of agricultural ecosystems were reviewed.This paper also described the research advances of organic carbon cycle the mechanism of carbonsequestration in soil aggregate revealed by the stable carbon isotope analysis.Finally,comprehensive summations of the problem existing incurrent research in conjunction with the stable13C isotope technique on SOC were proposed.Keywords :stable carbon isotope technique;organic carbon cycling;soil organic carbon;soil aggregate㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2019-07-19基金项目:长安大学中央高校基本科研业务专项资金项目(300102278501)㊂作㊀㊀者:刘哲,男,硕士,工程师,主要研究方向为土壤结构和土壤碳循环㊂liuzhe168@0㊀引㊀言土壤有机碳库作为生态系统中的重要碳库,是全球生态系统碳平衡的关键因子,其微弱变化就可能对全球碳循环及温室效应产生重大影响,因此土壤碳库的动态变化在调控全球生态系统碳平衡和预防温室效应方面具备明显作用[1-3]㊂团聚体的团聚稳定作用被认为是土壤碳平衡的最重要影响因素,因此研究有机碳在不同粒级土壤团聚体中的分布规律和稳定性,对于增加土壤的碳汇作用具有重要意义,一直是碳循环和农业健康可持续发展领域的重要方向[4,5]㊂目前同位素示踪技术已在物质的来源与迁移规律方面得到越来越多的应用,是研究环境变化和土壤碳平衡的有效技术,同时也是一种探明陆地生态系统碳循环过程的重要手段㊂土壤有机碳循环转换和稳定机制已成为土壤学的研究热点,是评估土壤固碳能力的关键,但是土壤有机碳循环过程是动态变化的,由于传统的差减法等方法不能很好的区分土壤中固定的外源新碳和原有机碳,而稳定碳同位素示踪技术比传统方法能够更加准确地揭示土壤碳循环的运转过程,实现新旧有机碳的区分,为探讨土壤有机碳的循环周转过程及机理提供了技术保证[6,7]㊂自然界中碳同位素主要有稳定性同位素(13C和12C)和放射性同位素(14C),14C具有放射性,对于长时间跨度下的碳循环分析不是很准确,不能有效阐释有机碳的差异程度,而稳定碳同位素13C具有无放射性㊁易控制等长处,并且可以精准的指示追踪进入到土壤中外源碳的运转,对于探索外源碳在不同大小团聚体中的转化规律具有重要意义[8-9]㊂由于人类的长期农业生产活动的干预和影响,农田生态系统碳平衡发生了很大的变化,所以利用稳定同位素示踪技术,探究不同来源有机碳组分的形成㊁周转和稳定机制,可以准确地为采取适宜的有机碳归还方式和陆地生态系统有机碳循环提供科学理论依据㊂1㊀稳定碳同位素技术原理及分析方法1.1㊀稳定碳同位素技术原理稳定碳同位素(13C和12C)是天然存在的无放射性的一种同位素,可以使相关试验在田间原位等自然状态下进行,其物理性质相对稳定,无辐射衰变,质量保持不变㊂采用这些稳定性同位素在研究对象上进行对应标记,微量追踪指示同位素运行和变化规律的分析方法称为同位素示踪技术[10]㊂利用具有原位标记特征的13C/12C比值变化,绿色植物的13C标记地上部分用于分析测量土壤或者植物中碳同位素δ13C天然丰度值,利用其有机碳13C丰度的差异,可以分析植物光合碳的转化和运移规律,能够准确定量外源新碳对土壤原有机碳的激发方向和强度[11]㊂通过稳定碳同位素技术,可有效地追踪光合作用碳在土壤碳库中的运转与分配规律,明确植物光合碳对土壤碳库的贡献率[12,13]㊂1.2㊀稳定碳同位素分析方法当前通用的分析稳定同位素的方法有很多,但质谱法是测定碳同位素方法中最常用的精确方法㊂它是在电场和磁场的作用下,将测试样品中原子或者分子电离成各同位素的相似离子,按它们的质荷比进行分离后进行检测的方法㊂稳定同位素质谱仪能用于液体㊁气体以及固体中几乎所有元素的稳定同位素分析[14-15]㊂近年来,随着13C同位素技术在土壤碳循环中的广泛研究,以及气相色谱-燃烧-同位素比例质谱技术(GC-C-IRMS)和液相色谱-燃烧-同位素比例质谱技术(LC-C-IRMS)技术的不断兴起,碳稳定同位素的研究有了更快的发展㊂稳定碳同位素主要通过以下步骤进行测定:首先是进行相应样品的采集㊁制备和前处理;然后将测试样品转化分离成具有相应元素的纯气体;最后采用质谱仪按质荷比分离后测定同位素的比率㊂一般土壤与植物等固态样品,首先要采用烘干㊁粉碎等前处理方式后才能运用同位素质谱仪进行测定分析,最后使用同位素质谱联用装置完成气体转化和测定[16-18]㊂2㊀稳定碳同位素技术在土壤有机碳动态研究进展土壤有机碳库作为生态系统中比较活跃的有机碳库,对于维持碳库收支平衡㊁保证碳库稳定具有重要的作用㊂随着煤炭㊁石油等化石燃料的大量使用,全球碳平衡和生态环境有不断恶化的趋势,因此研究土壤有机碳的组分㊁转化和动态循环规律,从而探究土壤有机碳分解的微生物驱动机理和稳定机制显得尤为必要,是评价土壤生态系统固碳潜力的核心和关键,成为当今生态学㊁生物地球化学和土壤学研究的共同课题[19,20]㊂土壤有机碳的动态转换过程以及土壤碳库储量的微弱转运变化规律能采用稳定碳同位素(13C)示踪技术进行有效的表征与说明,进一步定量阐述外源新碳和原有机碳分别对碳库储量的贡献率㊂目前在土壤碳循环方面,基于碳稳定同位素技术的主要研究方向包括:1)稳定13C同位素在土壤固碳机理方面及CO2排放方面的研究;2)土壤有机碳δ13C组成与植被类型的关系以及古气候状况的研究;3)土壤有机碳的来源㊁动态变化和循环特征的定量化研究;4)土壤有机碳分解对碳同位素分馏的影响;5)气候变化和土地利用方式对土壤有机碳δ13C组成和来源的影响等[21,22]㊂尹云锋等利用13C标记秸秆通过室内研究作物秸秆㊁及其制备的生物炭在土壤中的分解动态以及不同粒级土壤团聚体有机碳的来源,表明水稻秸秆和生物炭都提高了土壤碳库,增加的外源新碳主要分配到50~250μm粒级团聚体中,质量分数达到70%以上,这可为土壤有机碳的运转与土壤肥力的提升提供新的理论依据[23]㊂刘哲等研究了水稻秸秆添加对砂姜黑土团聚体有机碳分布和稳定性的影响,表明外源新碳的加入提高了土壤团聚体的稳定性,不同粒级团聚体的δ13C值明显增加,变化幅度较大,外源新碳的分解速率明显快于原有机碳,新碳在培养过程中主要进入了250~53μm,<53μm粒级水稳性微团聚体中,分配比例分别为38%㊁28%㊂Chaney等以及Tisdall等[24,25]指出,由于微团聚体固持的碳受到物理保护并具有生物化学抵抗性而不易分解,微团聚有机碳分解需要消耗更多的能量,所以微团聚体有机碳在土壤中更持久稳定㊂所以对于砂姜黑土,水稻秸秆的添加,不仅可以提高土壤有机碳,而且也有助于提高土壤有机碳的固持能力㊂许多学者已经将稳定同位素13C示踪技术应用于土壤碳的微生物调控机制和分子等微观结构方面的研究,取得了一定的研究进展,但也遇到一定的麻烦,尚不能很明确的揭示有机物腐解过程中微生物对团聚体生物稳定性的调控机制[26,27]㊂3㊀稳定碳同位素示踪技术在土壤固碳方面的应用研究3.1㊀土壤团聚体结构与有机碳固定关系土壤有机碳(SOC)是影响土壤结构稳定性的最重要因素之一,已有研究表明,土壤有机碳与团聚体形成及稳定性有着密切的关系,外源有机物料的加入,增加了土壤有机碳,促进了团聚体的团聚与团聚体结构的稳定,在土壤有机碳增加的过程中就相应减少CO2的排放量,同时促进土壤团聚体的固碳效应㊂已有研究表明,不同粒级团聚体中的土壤有机碳分配比例不同,分析发生缘由可能是试验过程中的土壤类型,培养方式及有机物料类型等因素的不同,最终导致外源新碳在团聚体中的分配受到影响[28,29]㊂不同大小粒级的团聚体在固持㊁转移与供应土壤有机碳方面有着不同作用,其中团聚体有机碳含量可以微观表征土壤有机碳的平衡与矿化速率㊂土壤团聚体在物理保护SOC的同时,SOC也能很好的促进团聚体的形成和稳定㊂土壤不同粒级团聚体的物理结构差异性影响着外源新碳进入的难易程度,最终也影响着SOC组分的运移及稳定性[30,31]㊂3.1㊀基于稳定碳同位素示踪技术的土壤固碳研究目前对于影响土壤团聚体固碳方面的人为活动主要有耕作方式㊁施肥制度以及种植方式㊂这些农业管理措施的差异主要通过改变土壤团聚体的更新和转化过程,从而影响土壤有机碳的固定保护机制㊂Six等提出了团聚体与有机碳之间的概念模型,解释了不同耕作方式对土壤团聚体中碳的影响机制[32]㊂吕元春等采用稳定碳同位素示踪技术,对外源新碳(13C标记稻秆)在红壤等3种类型土壤团聚体中的分配规律进行了试验,试验结果表明外源新碳在3种类型土壤中都主要分配在2000~250μm粒级大团聚体中,外源新碳在不同类型土壤中的分配,呈现出了土壤初始有机碳含量越低,分配越多的趋势[33]㊂Brien等利用不同光合作用植物天然13C丰度的差异性,研究得出有机碳在土壤微团聚体中的形成时间要早于大团聚体,因此推断微团聚体是固碳潜力的一个重要指标[34]㊂但也有学者认为大气CO2浓度升高并不能增加新来源有机碳的稳定性,新来源有机碳主要分布进入到易分解的粗颗粒有机质中,同时又降低了原有机碳的稳定性,增加了原有机碳的分解速率,从而提高了土壤碳的周转率㊂Dorodnik等学者利用13C-depleted-FAC试验发现CO2浓度升高条件下外源新碳在不同密度梯度的土壤有机质中的积累程度不同,大部分的外源新碳进入到游离态有机质中㊂通常认为,随着有机物颗粒的密度增加,保护有机物质的能力增加㊂Hagedorn等采用13C-depleted-FACE试验研究表明,尽管增加了植物向土壤有机碳的输入量,但土壤对新输入有机碳较低的螯合速率限制了土壤有机碳的增加[35-36]㊂4㊀问题与展望近年来稳定碳同位素技术已在土壤有机碳的来源㊁循环变化特征的㊁影响因素等方面取得了非常大的应用㊂但总体来说,稳定碳同位素示踪方法在陆地农田土壤碳平衡㊁微生物在农田土壤碳固持中作用研究仍存在许多不足与难点㊂而且稳定碳同位素自身价格㊁标记有机物㊁测定等过程中运行成本高,并且有时难以达到精度要求,在一定程度上影响了该技术的推广应用㊂但是随着稳定同位素分析仪器类型的增多㊁自动化及先进性的增强以及测定分析方法的不断改进,该技术在土壤有机碳领域的应用会进入快速发展的新阶段㊂同时运用稳定同位素示踪技术进一步深入研究不同农田管理方式和干旱胁迫条件下土壤有机碳的周转速度,确定土壤有机碳的来源和对农田土壤碳素累积和转化的影响㊂参考文献[1]㊀邱晓蕾,宗良纲,刘一凡,等.不同种植模式对土壤团聚体及有机碳组分的影响[J].环境科学,2015,36(3):1045-1052.[2]㊀张晓伟,许明祥.关中地区农田土壤有机碳固存速率及影响因素:以陕西武功县为例[J].环境科学,2013,34(7):2793-2799.[3]㊀VANHALA 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稳定同位素技术在植物水分利用研究中的应用

第25卷第9期2005年9月生态学报ACT A ECOLOGICA SINICA V ol.25,N o.9Sep.,2005稳定同位素技术在植物水分利用研究中的应用孙双峰1,2,黄建辉1*,林光辉1,赵　威1,2,韩兴国1(1.中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室,北京　100093; 2.中国科学院研究生院,北京　100039)基金项目:中国科学院知识创新工程方向资助项目(KSCX2-SW -109);中国科学院“百人计划”资助项目收稿日期:2004-07-08;修订日期:2005-03-29作者简介:孙双峰(1972～),男,河南新乡人,博士生,主要从事植物生理生态学研究.E-mail:sfsu n@*通讯作者Auth or for corres pondence.E-m ail:Jh huang@Foundation item :Know ledge Innovation Direction Project (Grant No.KSCX2-SW -109);Hund red People Pr oject of CASReceived date :2004-07-08;Accepted date :2005-03-29Biography :SU N S huang-Feng ,Ph.D.cand idate,mainly engag ed in plant ecophys iology.E -mail:s fs un@摘要:近20a 稳定同位素技术在植物生态学研究中的应用得到了长足发展,使得对植物与水分关系也有了更深一步的了解。

介绍稳定同位素性碳、氢、氧同位素在研究植物水分关系中的应用及进展,以期能为国内植物水分利用研究提供参考。

由于植物根系从土壤中吸收水分时并不发生同位素分馏,对木质部水分同位素分析有助于对植物利用水分来源,生态系统中植物对水分的竞争和利用策略的研究,更好地了解生态系统结构与功能。

碳同位素示踪技术及其在陆地生态系统碳循环研究中的应用与展望

2、陆地生态系统碳水循环的相互作用
碳水循环的相互作用主要表现在以下几个方面：
二氧化碳是光合作用的主要原料，其浓度变化对植物生长和碳水循环具有显著影响。当二氧化碳浓度升高时，植物光合作用增强，有机碳合成增多，反之则减少。
水分是植物生长和碳水循环的重要条件。缺水会导致植物气孔关闭，影响二氧化碳的吸收和光合作用。同时，水分过多也会导致土壤通气性差，影响根系生长和微生物活动，进而影响碳水循环。
2、提高精度和效率：随着技术的进步，未来碳同位素示踪技术可能会实现更高精度和效率的测量，从而缩短采样和分析时间，降低研究成本。
3、整合多源数据：通过整合多源数据（如遥感、GIS、气象等），可以更全面地了解陆地生态系统碳循环的时空变异特征，为优化资源配置、制定科学决策提供支持。
4、应对气候变化：全球气候变化对陆地生态系统碳循环的影响是未来研究的重要方向。碳同位素示踪技术可以帮助科学家们更好地理解这一影响，从而为应对气候变化提供科学依据。
三、研究方法
陆地生态系统碳循环研究的方法主要包括野外调查、实验室分析和数值模拟等。野外调查主要通过观察和测定生态系统中生物群落、土壤和大气之间的碳交换过程，来研究碳循环的机制和规律。实验室分析则通过对生态系统中的有机物和无机物进行分离、提纯和分析，来研究碳循环过程中各个组分之间的相互作用。数值模拟则通过建立数学模型，模拟生态系统的碳循环过程，预测未来气候变化对陆地生态系统碳循环的影响。
例如，相较于普通二氧化碳监测方法，碳同位素示踪技术能更准确地识别出森林生态系统的净初级生产力，从而为预测森林生态系统的碳储存和排放提供依据。
2、农业和工业应用：在农业方面，通过给作物施加不同同位素比例的二氧化碳，可以研究作物光合作用对二氧化碳的响应机制。在工业方面，碳同位素示踪技术也被应用于检测和评估工业碳排放，为制定相应的减排政策提供依据。

内陆黑河流域植物稳定碳同位素变化及其指示意义

内陆黑河流域植物稳定碳同位素变化及其指示意义苏培玺;严巧娣【摘要】对黑河流域山地、绿洲和荒漠区木本植物叶片或同化枝进行稳定碳同位素分析得出,山地植物稳定碳同位素比率(δ13C)在-23‰～-29‰之间,平均值为-26.3‰;绿洲植物在-26‰～-30‰之间,平均值为-27.2‰;荒漠植物在-23‰～-28‰和-12‰～-15‰两个范围,平均值分别为-26.0‰和-13.8‰,严酷生境植物δ13C 值较高.同种植物在不同生境下的δ13C值,也表现为较差生境高于较好生境.荒漠河岸林树种胡杨(Populus euphratica)柳树形叶的δ13C值低于杨树形叶.无论是山区还是荒漠区,随着海拔高度增加,有些植物稳定碳同位素辨别力(Δ)减小,有些变化不明显,青海云杉(Picea crassifolia)的△值随着海拔升高线性递减显著.研究得出,荒漠植被中高水分利用效率(WUE)的C4植物占有一定比例.严酷生境下植物WUE高于较好生境.胡杨长条形叶的WUE最低,圆形叶的最高,由幼苗时期的柳树形叶向杨树形叶的演变中WUE在提高.青海云杉为黑河上游山区环境变化的重要指示植物.同种植物过高的δ13C值指示着植物的衰退和生境的严重胁迫.植物适应干旱环境是沿着有利于提高水分利用效率的方向发展.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2008(028)004【总页数】9页(P1616-1624)【关键词】黑河;内陆河;稳定碳同位素辨别力;C4植物;水分利用效率;环境;青海云杉;胡杨【作者】苏培玺;严巧娣【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,临泽内陆河流域研究站,兰州,730000;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,临泽内陆河流域研究站,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】Q948干旱区内陆河流域由山地、绿洲和荒漠三大景观组成，上游山地受人类活动干扰少，为环境变化敏感区；中下游绿洲及荒漠是生态脆弱区，其环境变化成为人们关注的焦点。

稳定碳同位素技术在土壤植物系统碳循环中的应用

例如，在有机质的分解过程中，细菌和真菌会优先吸收轻同位素（如12C），留下重同位素（如13C）在土壤中。通过比较新老有机质中的碳同位素组成，我们可以了解有机质的分解速率和土壤碳的动态循环。
此外，稳定同位素分析技术还可以用于研究土壤中的氮循环。在农田生态系统中，氮的主要来源是施用的化肥。通过比较农作物、土壤和化肥中的氮同位素组成，我们可以了解氮的矿化、固定和转化过程，以及氮在土壤-植物系统中的迁移和利用效率。
3、土壤有机碳的固存和分解：土壤有机碳的固存和分解是土壤碳循环的重要环节。稳定碳同位素技术可以帮助我们理解这个过程中的碳来源、传输和储存机制。例如，当土壤中的有机物质分解时，其同位素指纹可能会发生变化，这为我们提供了判断有机物质分解程度的重要线索。
4、农业实践的影响：农业实践如施肥、灌溉等都会影响土壤植物系统的碳循环。通过稳定碳同位素技术，我们可以评估这些农业实践对土壤有机碳固存的影响，从而为优化农业管理策略提供科学依据。例如，某些特定的肥料可能会引入与当地土壤不同的碳源，这就可以通过稳定碳同位素技术进行识别。
参考内容二
引言
土壤碳循环是地球碳循环的重要组成部分，对于气候变化、生态系统功能和农业生产等方面具有重要影响。准确理解和研究土壤碳循环过程是制定相关环境政策和农业实践的基础。近年来，碳同位素技术得到了广泛应用，为土壤碳循环研究提供了新的方法和视角。本次演示将介绍碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用和意义。
稳定碳同位素技术在土壤植物系统碳循环中的应用
目录
01 一、稳定碳同位素技术的基本原理
03 三、前景展望
二、稳定碳同位素技
02 术在土壤植物系统碳循环中的应用
04 应用价值的地球化学工具，尤其在理解和解决土壤植物系统的碳循环问题中，其作用不容忽视。通过追踪碳元素的同位素指纹，科学家们能够更好地理解碳的来源、传输和储存过程，进而为保护和改善农业生态环境提供科学依据。

稳定碳同位素技术在植物水分利用效率研究中的应用

维普资讯
黔南民族师范学院学报２００８年第３期
稳定碳同位素技术在植物水分利用效率研究中的应用
刘洋，应霞文治瑞，龙－，
（．南民族师范学院生命科学系，１黔贵州都匀５８０；５００２贵州师范大学生技学院，州贵阳５００）．贵５０１
水分是农、业生产主要的限制因子，林不管是在我国北方的干旱、干旱地区，是南方的喀斯特地半还区，资源缺乏都成了限制当地经济发展的最大因素。因此推行节水农业势在必行，水而节水农业所要解决的中心问题就是提高农业生产中水的利用率和利用效率，前者属于工程和农业节水措施的任务，后者
Ａｂｔａ：Ｐｔｓｎｔｓｓｉｅｐｎｉｌｏｎｆｈｏｔｓｇｉｃｎｔｃｂｏｓｔｐｃｆａｔｎｔｏｓｉｎａｕｅａｄｔｓｆｒｅｂ・ｓｒｄｈｏｏｙｈｅｉｓｒｓｏｓｂｅｆｒｏｅｏｅｍｓｉｎｆａａｒｎｉｏｏｉｒｃｉａｉｎｔｉｏｎｔｒｎｈｕｍｓｔａｏｈ
属生物节水（物高效用水）范畴。山仑院士等指出当水的流失、发、漏得到最大限度地控制之植的蒸渗
后，物本身高效用水就显得更为重要，进一步实现节水增产的潜力所在。植系 …
稳定同位素是具有相同原子和质子序数、不同中子数、无可测放射性的元素形式。自然界中有但且两种稳定的碳同位素即Ｃ和＂其中Ｃ占其总量的９．９，余的１１％是 ” 。自２纪５Ｃ，８８％其．１ＣＯ世Ｏ年

农田生态系统土壤碳循环中稳定同位素分析技术的应用研究

农田生态系统土壤碳循环中稳定同位素分析技术的应用研究摘要：农田生态系统土壤碳动态改变流程与制度调控，对于深化认知陆地生态碳循环系统与全球碳平衡的明确评估意义重大。

稳定碳同位素属于天然性示踪物，与放射性同位素比较，优势包括易控、无污染、安全性高，正广泛用于农田生态系统的土壤碳循环研究流程。

故此，本文就稳定碳同位素的研究模式，分析稳定同位素分析技术在农田生态系统土壤碳循环中的实践运用，仅供参考。

关键词：农田生态系统；土壤碳循环；稳定同位素分析技术；实践应用引言因人类活动与化石燃烧应以二氧化碳为首，这样大气之中的温室气体浓度就会增加，造成全球逐渐变暖。

要想解决大气的温室效应，作为全球环境中急需处理的一大难题，陆地生态体系的土壤学碳循环和大气之中的温室气体浓度改变密切相关，农田土壤的固碳潜力较大，但受到人们灌溉、施肥、耕种等管理方面的影响，农田土壤中的碳库质量会加速改变，不仅会让土壤肥力和作物产量发生变化，还会严重影响到全球环境。

所以对农田土壤碳动态的变化流程与制度调控加强认知，掌握土壤周转模式，深层认知陆地生态系统的碳循环流程与全球碳平衡的明确估算意义重大。

一、稳定碳同位素的研究模式当前稳定碳同位素（见图1）的常用检测方法包括光谱法、核磁共振、质谱法。

其中通用的稳定同位素分析中，质谱法属于最明确且最通用的方法。

稳定同位素的质谱法先让样品内部分子或原子进行电离，产生相似的同位素离子，而后在磁场及电场作用下，让不同质量和电荷之比离子流进行分开测量。

稳定同位素质谱仪不仅可以用来研究气体、固体，还能用来分析全部稳定同位素元素。

近几年，伴随化学生物元素的循环发展，借鉴同位素质谱，通常采用气体制备以及导入同位素质谱设备、痕量气体预浓缩同位素质谱设备联用技术的涌现，碳稳定同位素分析实现了飞速发展。

稳定同位素质谱仪测量同位素比率大概可以分成三个步骤（可见图2）。

图1 稳定碳同位素示意图图2 稳定碳同位素样品分析流程图二、稳定同位素技术在农田生态系统土壤碳循环中实践运用（一）土壤有机碳的来源以及周转规律（1）稳定碳同位素的示踪法。

利用植物稳定碳同位素识别地质封存CO泄漏的方法[发明专利]

专利名称：利用植物稳定碳同位素识别地质封存CO泄漏的方法
专利类型：发明专利
发明人：薛璐,亢福仁,李强
申请号：CN201910274683.2
申请日：20190408
公开号：CN110132493A
公开日：
20190816
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了利用植物稳定碳同位素识别地质封存CO泄漏的方法，选取3种C植物和4种C 植物，采用二氧化碳智能人工气候箱来模拟CCS中CO发生泄漏后可能产生的超高浓度CO环境，植物在CO人工气候室培养的第10天、20天、30天分别采集植物样品，将样品用蒸馏水清洗干净，烘干；将干燥的植物叶片研磨过筛；用燃烧法收集植物完全燃烧后产生的CO，进行数据处理与分析。

本发明以C、C植物为研究对象，利用C植物稳定碳同位素组成(δC)可有效识别CO的泄漏，为识别与监测项目区是否发生CO的泄漏提供参考依据。

申请人：榆林学院
地址：719000 陕西省榆林市榆阳区崇文路55号
国籍：CN
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稳定碳同位素法在油气地球化学分析中的应用

稳定碳同位素法在油气地球化学分析中的应用李惠平（中国地质大学地球科学学院，湖北武汉，430074）摘要: 随着现代分析测试技术的提高,碳同位素在油气地球化学中的应用也越来越广泛。

总结碳同位素在油气地球化学中的应用,这些应用包括:用碳同位素研究来鉴别原油的生成环境和母质类型,对天然气进行成因分类和鉴别,判断天然气的成熟度,进行油气源对比，讨论油气的次生变化,研究油气运移,研究天然气的混合情况和油藏地球化学。

关键词: 稳定碳同位素;油气地球化学;进展1.鉴别原油的生成环境和油气母质类型稳定碳同位素技术在油气地球化学上应用广泛。

现在普遍认为石油是由古代海相或陆相盆地中的沉积有机质随地层沉降埋深热演化而生成的, 沉积环境决定了有机质的性质, 而有机质的类型影响生成油的碳同位素组成。

因此, 通过原油单体烃碳同位素的研究, 可以确定其生成环境和母质来源。

一般认为原油< - 30‰时, 其烃源岩的沉积环境为海相; 为- 29. 5‰～ - 28‰时, 其烃源岩的沉积环境为湖相; 为- 28‰～ - 24‰时, 其烃源岩的沉积环境为陆相, 与煤系地层有关。

总的来说, 海相来源原油碳同位素比陆相来源的轻。

Bjoroy研究认为湖相来源和陆相来源的原油中正构烷烃和类异戊二烯的同位素值有明显的差别: 在湖相来源的原油中, 类异戊二烯的同位素值与相同碳原子数的正构烷烃的类似; 而在陆相来源的原油中, 类异戊二烯的同位素值比相应的正构烷烃的轻;在湖相来源的原油中, 正构烷烃和类异戊二烯的同位素比值均随着碳原子数的增加变化微弱; 在陆相来源的原油中, 正构烷烃的同位素比值随着碳原子数的增加而变轻, 而类异戊二烯的同位素比值则随着碳原子数的增加而变重。

沈平等将我国主要地区石油分离为饱和烃和芳烃两个馏份进行碳同位素测定, 发现不同来源的石油, 其饱和烃和芳烃的碳同位素组成具有明显差异: 对型或煤系有关的轻质油, 其饱和烃和芳烃都富集较重的碳同位素,型原油与煤系有关的轻质油(或凝析油) 相比, 均具有较轻的饱、芳同位素组成。

稳定碳同位素分析技术及其在地球化学中的应用

[收稿日期]2009-12-10 [作者简介]曾芳(1984-),女,2006年大学毕业,硕士生,现主要从事油气地球化学方面的学习与研究工作。

稳定碳同位素分析技术及其在地球化学中的应用曾芳,毛治超油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)长江大学地球化学系,湖北荆州434023[摘要]:随着稳定同位素分析测试技术的逐步完善,碳同位素在地球化学中的应用也越来越广泛。

总结了碳稳定同位素分析技术在环境地球化学、生态地球化学和油气地球化学中的应用。

概述了生物修复研究中功能微生物的鉴定、不同环境介质中溯源研究、植被类型研究、生态链中物质能量流动研究,并重点阐述了单体烃分子系列碳同位素在油气地球化学研究中的应用。

[关键词]稳定碳同位素;分析技术;地球化学;单体烃[中图分类号]T E135[文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2010)02-0228-04稳定同位素无放射性,安全、准确、不干扰自然,还具有综合长期地球化学变化和联系不同系统成分的能力,起着在时间、空间上联络的作用,在地球化学研究中有独特的应用价值。

稳定同位素技术的应用包括两个方面:自然丰度测定和同位素示踪。

稳定性同位素的分馏效应使得不同元素的同位素在自然界中各种生物地球化学过程中产生了丰度的变化,造成不同物质或同一物质内部不同部分的同位素分布不均匀,可以通过自然丰度的测定来判别这种差异。

稳定性同位素示踪法就是把富集或贫化的稳定性同位素制成所需的标记化合物(如D 2O 、13CH 4、13CD 4、15NO 2等)作示踪剂,将其施入待检测对象,追踪标记物在生命活动中的变化规律。

1974年Farm er [1]率先将树轮碳稳定同位素引入大气科学研究,并推断出1900年和1920年的大气CO 2浓度分别为290 5、312 7m g/L,这一结果与南极冰心获得的同期数据基本一致。

1976年,Pear man [2]在N ature 杂志比较完整地阐述了树轮碳稳定同位素在气候变化研究中的应用前景,由此引发各国学者对稳定同位素分馏机制、环境影响因子、学科应用、分析测试手段、模型建立等方面的大量研究和讨论,并在全球掀起了稳定同位素应用的热潮。

稳定碳同位素技术在r土壤根际激发效应研究中的应用

稳定碳同位素技术在r土壤根际激发效应研究中的应用袁红朝;王久荣;刘守龙;祝贞科;葛体达;陈珊;吴金水【摘要】根际激发效应促进了碳氮元素在生态系统植物-土壤-微生物间的流转,维持着生态系统各组分间的养分平衡,并在土壤有机碳动态和稳定性方面起着重要的作用.稳定碳同位素作为一种天然的示踪剂,随着同位素分析技术的发展和完善,在土壤碳循环研究中得到广泛应用.采用稳定同位素示踪技术,能够有效量化植物对土壤有机质分解激发效应的方向和强度,揭示土壤根际激发效应的发生机制.本文对稳定同位素技术在根际激发效应的强度、影响因素和发生机制方面的应用进行阐述,并对稳定同位素技术在根际激发效应中的研究应用进行了展望.%Rhizosphere priming effect promotes the flow of carbon and nitrogen element in the plants ,soil ,microbial ecosystem ,maintains the nutrient balance of ecological system components ,and plays an important role in the deep understanding of soil organ-ic carbon dynamics and stability . With the development and improvement of isotope analysis techniques ,the stable carbon isotope as a natural tracer has been widely used in the soil carbon cycling research of agricultural ecosystems .The use of stable isotopic tracer technology can effectively quantify the direction and strength of rhizosphere effect on soil organic matter decomposition ,and reveal the mechanism of the occurrence of rhizosphere effect .The application of stable isotope technology in the strength ,influ-ence factors and mechanism of rhizosphere priming effect were reviewed .The outlooks of research in the rhizosphere priming effects were discussed and clarified with the regard to more theoretically explore the internal mechanism ofsoil carbon and nitrogen cycle ,promote the in-depth understanding of the processes of terrestrial ecosystem underground .【期刊名称】《同位素》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】7页(P57-63)【关键词】稳定碳同位素;激发效应;土壤有机质;根际微生物;发生机制【作者】袁红朝;王久荣;刘守龙;祝贞科;葛体达;陈珊;吴金水【作者单位】中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125;中南林业科技大学林学院,湖南长沙410004;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙 410125【正文语种】中文【中图分类】S152.7;S512.1;TL99土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分，其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。

陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化 3

陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化3郑淑霞1,2　上官周平133(1西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100;2中国科学院研究生院,北京100039)【摘要】　分析了大气CO 2浓度、温度、降水和海拔高度等环境因素对陆生植物稳定性碳同位素组分的影响及其作用机理,综述了国内外碳稳定同位素技术在全球变化研究中的进展和应用,如重建大气CO 2浓度变化,揭示温度、降水对树木生长的“滞后效应”和“幼龄效应”,确定不同光合型植物随海拔高度的分布变化,以及通过碳稳定同位素技术揭示不同时间尺度上和不同气候条件下的植物水分利用效率变化及不同生活型植物的水分利用效率差异,并探讨研究中存在的问题及其研究前景.关键词　稳定碳同位素组成　水分利用效率　陆生植物　环境因子　全球变化文章编号　1001-9332(2006)04-0733-07　中图分类号　S124　文献标识码　AT errestrial plant stable carbon isotope composition and glob al change.ZHEN G Shuxia 1,2,SHAN GGUAN Zhouping 1(1S tate Key L aboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the L oess Plateau ,Nothwest A griculture and Forest ry U niversity ,Yangling 712100,China ;2Graduate School of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100039,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2006,17(4):733～739.Stable carbon isotope analysis is a rapid and reliable technique developed in recent years ,and has been widely applied to reconstruct the sequences of atmos pheric CO 2concentration changes ,clarify the hysteresis effect and junior effect of temperature and precipitation on tree growth ,and distinguish the distributions of plants with different photosynthetic pathways.The water use efficiency (W U E )of different plant functional groups and the variations of plant W U E with tempo 2spatial and climatic changes can be also indicated by determining plant carbon isotope composition.In this paper ,the effects of environmental factors ,e.g .,atmospheric CO 2concentration ,air temperature ,precipitation ,and altitude on terrestrial plant carbon isotope composition were discussed,and the advances and a pplications of carbon isotope technique in global change research were summarized.Furthermore ,the existing and disputed problems in carbon isotope analysis were discussed ,and the future trends of carbon isotope technique in global change research were prospected ,aimed to widen people ’s knowledge and promote the development of this technique.K ey w ords Stable carbon isotope composition ,Water use efficiency ,Terrestrial plant ,Environmental factors ,G lobal change.3国家自然科学基金项目(30270230,90502007)、西北农林科技大学拔尖人才与创新团队项目和中国科学院西部之光人才培养计划资助项目.33通讯联系人.E 2mail :shangguan @ 2005-10-12收稿,2006-01-28接受.1　引言近年来,利用树木年轮[12,20,46]、冰岩芯[60,64]、黄土剖面[8,43]、湖泊沉积物和海洋沉积物[27,38]、生物化石[4]、古植被和古土壤[22,31,36,45]等气候代用资料进行全球变化研究已取得了明显进展.其中,碳、氢、氧等稳定同位素在该领域研究中的应用日益广泛,尤其是碳同位素,包括土壤有机质、土壤碳酸盐、植物硅酸体和动物牙齿化石的珐琅质等研究已在古生态与古气候研究中取得了重要进展[22,31,36,45].陆相沉积物中的有机碳主要来自陆生植物,对于现代植物碳同位素与气候参数关系的研究,已成为解释陆相沉积物的稳定性碳同位素组成(δ13C )以及提取可靠的古环境与古生态信息的基础.植物水分利用效率(W U E )是探明植物对全球环境变化适应性以及预测全球变化影响的重要指标.测定植物中碳同位素组成,可以揭示与植物生理生态过程相联系的一系列气候环境信息.目前,稳定碳同位素技术已被广泛地应用于植物生理、生态环境及全球变化等领域[5,24,29,30,35,50].本文旨在概述植物碳同位素组成与气候环境变化的相互关系,以及稳定碳同位素技术在植物W U E 方面的研究进展和应用,并就研究中存在的问题及研究前景进行了简要的探讨,希望能拓宽这一领域的发展.2　稳定性碳同位素组成与气候环境变化树轮碳同位素分析作为一种较为新颖的高分辨率分析方法,已在重建历史时期大气CO 2浓度(C a )、温度和降水变化以及灾害和环境污染等过程中发挥了重要作用,成为获取古气候变化信息的重要技术途径[20,36,43,45].211　碳同位素与大气CO 2浓度变化关于大气CO 2浓度变化的研究是全球变化研究中的热点问题,由于树轮中碳同位素能反映树木生长时C a ,因此测应用生态学报　2006年4月　第17卷　第4期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,A pr.2006,17(4)∶733～739定树轮δ13C组成已成为研究C a变化的重要手段.自工业革命以来,C a增加迅速,而δ13C减小,主要是由于化石燃料的大量燃烧向大气中排放大量的CO2所致.C a的增加必然对树木的生长产生影响,而树轮的δ13C很好地记录了C a的增加趋势.在树轮碳同位素研究中,几乎遍及全球各地的树轮δ13C 记录都呈现出自工业革命以来明显的下降趋势(表1). Farmer[10]发现英国橡树(Quercus robur L.)年轮中δ13C含量由1890年的-2015‰下降到1970年的-2210‰; Pearman等[41]报道,塔斯马尼亚比利王松(A rthrotaxis selaginoides)纤维素及木质部中的δ13C含量由1880年的-2413‰下降到1950年的-2512‰;李正华等[28]得出工业革命以来大气CO2的δ13C下降了211%左右,均反映了C a 逐渐升高的特点.蒋高明等[20]通过油松(Pinus tabulaef ormis)年轮δ13C的变化推测出我国北方C a由工业革命前的约27814μmol・mol-1上升到20世纪90年代初期的340μmol・mol-1;Feng[12]利用天然森林年轮中δ13C的变化预测了由1800年至1985年中,C a由280μmol・mol-1上升至340μmol・mol-1,与蒋高明等[20]研究结论基本一致; Leavitt[25]发现,南美洲树轮δ13C有着与北半球一致的下降趋势,且与大气CO2中δ13C的下降趋势一致;Raffalli2 Delerce等[46]对法国西部生长的4个橡树(1879～1998)测定树轮宽度、δ13C和δ18O,并结合气象资料(自1885年)和水文资料(自1951年)进行分析,发现在近一个世纪中,碳稳定同位素分辨率(Δ)呈下降趋势;郑淑霞等[70]研究了黄土高原地区狼牙刺(Sophora viciif olia)、辽东栎(Quercus liaotungensis)、虎榛子(Ost ryopsis davidiana)和酸枣(Zizyphus jujuba)4种植物叶片的δ13C值在近70年中分别下降了14165%、14146%、11199%和2144%,大于Farmer[10]和Pearman等[41]于20世纪70年代观测的植物体内δ13C的下降幅度,较好地指示了C a升高的特点.以上结果都清楚地表明,由于大量化石燃料的应用,导致自工业革命以来C a急剧增加,进而对全球的气候及生态环境变化产生巨大的影响[46].但是,也有少数地区如芬兰[47]和瑞士[1]及美国的塔斯马尼亚地区[14]的树轮δ13C序列与区域C a的变化存在相反的趋势,并未指示出C a升高的特点. 目前通过树木年轮δ13C的研究来重建C a变化,主要是依据Farquhar等[11]的计算公式:δ13C=δ13Ca-a-(b-a)×C i/C a式中,δ13C、δ13C a分别为植物体内和C a的碳同位素比率;a、b分别为CO2扩散到气孔时产生的分部效应和气孔光合羧化酶RUBP对碳同位素的分部效应;C i为胞间CO2浓度.利用上述公式定量重建C a的前提条件是假定C i保持恒定,但侯爱敏等[17]对南亚热带几种主要树种的对比分析发现,C i值的变化与环境和物种特性都有一定的关系,在环境变化较大的情况下C i值并不能保持稳定,而C i仅仅1μmol・mol-1的变化,即会导致计算出的Ca较大幅度的变化,因此认为根据目前对C i等值变化机理的认识水平和C a的变化幅度,通过树木年轮δ13C的分析难以精确地重建区域性C a的变化.Francey[14]通过总结不同区域、不同时间段δ13C的不同变化趋势,特别是20世纪30～40年代树木δ13C 的上升趋势与同时期温度变化的吻合及其与δ13C a持续下降的矛盾,对年轮δ13C能否反映C a的变化也提出了质疑.许多研究表明,年轮δ13C值与降水量、温度、湿度及入射光强等也存在一定的相关关系[12,32,46,50].另外,从物种特性考虑,同一棵树不同半径上δ13C值存在非同步的变化,差别可达4‰,而同一群落中的不同植株之间的差别也达2‰～3‰,造成这些差别的原因尚不明确[26,57].这些均说明气候条件和局部小生境因子以及物种特性的差别对δ13C的影响可能涵盖区域性C a变化的影响,因此若不剔除其他因子表1　植物稳定性碳同位素组成(δ13C)对大气CO2浓度变化的指示T able1Indication of plantδ13C for atmospheric CO2concentration ch ange地区Regions 植物种类Species植物组分Plant organs时期Period(yr)δ13C变化δ13C change大气CO2浓度变化Atmospheric CO2concentration change文献References英　国England橡树Quercus robur L.树轮Tree2ring1890～1970↓(7.32%)↑[10]法国布列塔尼Brittany,France橡树Quercus robur L.树轮Tree2ring1879～1998↓↑[46]美国塔斯马尼亚Tasmania,USA 比利王松A rthrotaxis selagi noi des树轮Tree2ring1880～1950↓(3.70%)↑[41]北美洲North America 天然林Natural forests(Pi nusedulis,P.monophylla,P.ponderosa,P.jef f reyi,P.longaeva,P.coulteri,Quercuslobata,Picea sitchensis树轮Tree2ring1800～1985↓↑(21.43%)[12]南美洲South America Fit roya cupressoi des树轮Tree2ring1700～1987↓(12%)↑[26]中国黄土高原Loess Plateau,China油松Pi nus tabulaef ormis树轮Tree2ring1892～1990↓(2.1%)↑[28]中国黄土高原Loess Plateau,China狼牙刺Sophora viciif olia叶片Leaves1933～2002↓(14.65%)↑[70]辽东栎Quercus liaot ungensis↓(14.46%)虎榛子Ost ryopsis davi diana↓(11.99%)酸枣Zizyphus j uj uba↓(2.44%)中国承德Chengde,China油松Pi nus tabulaef ormis树轮Tree2ring1810～1990↓(3.17%)↑(22.13%)[20]中国广东Guangdong,China狭叶山黄麻Trema angustif olia叶片Leaves1920～1991↓(4.60%)↑[69]光叶山黄麻Trema cannabi na↓(8.48%) 437应　用　生　态　学　报 17卷的影响,通过年轮δ13C来重建区域C a变化难以取得准确的结果.212　碳同位素与温度和降水变化树木生长受气温、降水等气候条件的影响,其δ13C也随之变化,利用稳定碳同位素分析,可独立提供外界环境中温度、湿度和降水量等气候变化的信息[25,34,44,46,50].Raffalli2Delerce等[46]认为,法国橡树树轮纤维素δ13C 能精确地重建夏季气象参数(温度、相对湿度、土壤水分亏缺),长期(1879～1998)以来,该区夏季温度和年均降水量呈增加趋势,夏季干旱事件每隔7年发生一次,但干旱发生频率与气象资料记载的夏季温度变化不一致,气象资料表明, 1930年、1960～1970年气候较为湿润,而1900年、1940年和1990年气候较为干旱.对最近50年生长在不同水分状况下的欧洲山毛榉(Fagus sylvatica L.)年轮纤维素中的δ13C 与气候参数(尤其是降雨量)之间的关系研究表明,每年5～7月的降雨量对δ13C影响最大,且影响程度在干燥地区比在湿润地区表现得更为明显[50].对德国白杉(A bies concolor)晚材进行δ13C和δD分析发现,δ13C与8月份大气温度、湿度和降水有显著相关,而δD与气候要素的相关性较差[30],但美国加州白山松(Pinus bungeana)建立的1000年δD序列与当地7月份Palmer干旱指数呈显著正相关[25].徐海等[65]也认为,安图红松树轮δ13C、δ18O对气候变化均有显著的响应,且树轮δ13C、δ18O对复合温湿指标的响应更加灵敏.马利民等[34]发现,贺兰山油松自1950年以来树轮纤维素δ13C呈现下降的趋势,且δ13C序列与油松生长年1～7月的总降水量呈显著负相关,与当年6～8月的平均气温呈显著正相关.刘晓宏等[32]认为,西藏林芝云杉年轮Δ值与秋季(9～11月)气候因子(气温、降水、空气相对湿度)之间密切相关,可能与青藏高原高海拔气候条件对树木生理代谢活动影响以及温暖湿润区树木生长具有较强滞后效应有关.钱君龙等[44]发现,天目山地区夏季和秋季的降水不仅对当年的树轮δ13C有影响,而且对下一年的δ13C也有影响,即存在一定的滞后效应.随着树轮同位素的深入研究,对其有了更深的认识和发现,已有研究表明,树轮δ13C序列在生长前期存在着不同程度的“幼龄效应”,即树木幼年期年轮δ13C较负的现象[15],且树轮内部δ13C不均一,δ13C沿周向和径向均有变化,径向上早材和晚材之间δ13C值最多可相差1‰.这种效应在森林地区尤为明显,可能是树木自身生理活动造成局部大气CO2的δ13C值偏小,进而影响树轮自身的δ13C[39].由于树木生长受气候的影响极为复杂,而树轮δ13C对环境变化十分敏感,其碳同位素分馏机制受一系列内部和外部因素的影响,其中对许多因子的影响机理仍不很清楚.因此,目前的研究方法仍以经验性的相关分析为主,而机理性的研究和模拟仍处于探索之中.213　碳同位素与海拔高度变化全球高山地区植物碳同位素研究表明,不同海拔、不同植被带中的植物δ13C随海拔高度增加而变重[19,29,63,66].旺罗等[63]发现青藏高原4种C3禾本科植物δ13C随海拔高度增加而明显变重,认为温度和大气CO2分压是引起C3植物δ13C随海拔高度变化的主要因素.其原因可能是随着海拔升高,温度降低,CO2分压降低,植物能利用的CO2量降低,植物为增加光合作用效率,降低叶肉组织对CO2吸收的限制,尽可能增加对CO2的利用率,造成植物内部CO2分压降低,导致植物叶片的δ13C变重.刘光王秀等[30]测定了青藏高原北部13个地点101份草本植物叶片δ13C,其分布范围为-29152‰～-23185‰,平均值约为-26189‰,明显低于全球高海拔植物叶片δ13C (-25165‰).由于降水格局的差异,唐古拉山南边植物叶片δ13C明显高于北边,大气CO2分压和温度的协同变化导致植物δ13C随着海拔的升高和经、纬度的降低,呈现升高趋势,而温度和相对湿度的变化导致叶片δ13C随土壤含水量增高和土壤温度降低呈现下降趋势[7].新疆东天山乌鲁木齐河源区的157种高山草本植物δ13C也随海拔的升高而升高,且高山草本植物叶片δ13C与生长期降水量、温度和总积温呈极显著相关(P<0101),但与生长期相对空气湿度和年总降水量无显著相关性[66].Y i等[68]对海北高寒草甸生态系统中25个科、70个属、102种植物叶片δ13C的测定发现,所测定的102种植物均属于C3植物,无C4植物或CAM植物,这可能与该生态系统中低温、强辐射等环境因素的长期作用有关.唐海萍[58]发现,沿中国东北样带C4植物分布呈现出两低两高趋势,即东部森林区、草甸草原和典型草原区C4植物分布较少,而中部的松辽谷地和西端的荒漠草原区C4植物分布较多,认为温度和降水共同制约着C4植物的分布,C4植物出现的频率与温度正相关,而与降水呈现负相关.许多研究表明,温度是控制C4植物分布的主要因素[58,59].C4植物的分布主要集中于全球低纬度地区[54],在高海拔地区,随着海拔高度的升高温度逐渐降低,C4植物的丰度逐渐减少,直至消失[33,49,68].但一些研究表明肯尼亚和阿根廷中部海拔4000m的高山地区存在C4植物[33,48].旺罗等[63]在青藏高原高海拔地区同样发现4种C4植物分布在海拔3800m以上,3种C4植物分布在海拔4000m以上,认为在大气低CO2分压背景下,青藏高原的高温和强光照可能是C4植物生长在高海拔地区的重要原因.植物体的δ13C除了受C a、温度、降水和海拔高度等的影响外,其它环境因素如光照、水分、盐分胁迫和环境污染等都会间接影响植物的δ13C,且不同植物的δ13C与植物的营养状态和叶片大小有关,随不同的纬度、坡向和季节等也会发生不同程度的变化,导致植物δ13C受气候变化的影响极为复杂,而目前对其影响的机理性解释尚不充分.3　稳定性碳同位素组成与植物水分利用效率在自然生态系统中,不同植物对其生境的资源利用有不同的生态对策,表现为不同的生理生态适应机制与特征.植物δ13C值可综合植物长期的光合特性及多种生理和形态指5374期郑淑霞等:陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化标,通过分析长期积累于叶片中的碳代谢产物来评估叶片或植株生长过程中的W U E特性,已被公认为是一种估测植物长期W U E的可靠途径[3,9,13,37,53,57].311　不同时间尺度上植物δ13C与W U E关系的变化近百年来,由于C a的持续增高,导致全球气候变暖、气温升高,引起温度、湿度、降水和蒸发等区域性变化,进而影响植物的分布、生长及W U E.Duquesnay等[9]测定了法国东北部的欧洲山毛榉的δ13C在过去一个世纪中的变化,发现年轮的Δ从1811‰下降到1614‰,W U E提高了44%;对冷杉(A bies alba)δ13C的测定表明,其W U E在过去一个世纪里也提高了约30%[2].郑凤英等[69]利用20世纪20～90年代广东省境内的狭叶山黄麻(T rem a angustif olia)和光叶山黄麻(T rem a cannabina)的腊叶标本叶片的δ13C推算出在近一个世纪中,两种植物潜在水分利用效率(IWU E)分别增加了1915%和4010%.上述研究结果表明,在近一个世纪中C a持续升高的环境背景下,植物W U E普遍提高.其原因可能是由于长期的高CO2环境提高了植物的光合能力,使蒸腾降低,从而导致植物生长加快,生物量增加,加之蒸腾作用减弱,水分损失减小,所以植物W U E提高.郑淑霞和上官周平[71]对20世纪30～80年代我国不同植被区域内辽东栎叶片δ13C的时空变异规律进行研究,得出不同区域中辽东栎δ13C变化范围为-28147‰～-25102‰,平均值为-26183‰(图1).从时间分布角度,由20世纪30～80年代,暖温带落叶阔叶林和亚热带常绿阔叶林区域中辽东栎δ13C持续降低比较明显,而青藏高原高寒植被区域中辽东栎δ13C呈增加趋势,这可能与青藏高原高海拔的地理位置以及高温、强光照的特殊气候条件有关,与旺罗等[62]、刘光王秀等[30]在青藏高原的研究结论基本一致.从空间分布角度(图1)来看,30年代,暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、青藏高原高寒植被3个区域中辽东栎δ13C依次递减,说明植物W U E呈下降趋势;50年代,4个　图1　不同植被类型区域辽东栎叶片δ13C值变化Fig.1Leafδ13C values of Q.liaot ungensis in different vegetation regions.1)30年代30′s;2)50年代50′s;3)80年代80′s.A:温带针阔叶混交林区域Temperate coniferous2broadleaf mixed forest region;B:暖温带落叶阔叶林区域Warm temperate deciduous broadleaf forest region;C:亚热带常绿阔叶林区域Subtropical evergreen2broadleaf forest region; D:青藏高原高寒植被区域Tibetan Plateau alpine2cold vegetation region;E:温带草原区域Temperate grassland region.植被区域类型之间辽东栎叶片δ13C差异不大;80年代,辽东栎在由东到西分布的暖温带落叶阔叶林至温带草原区域δ13C呈降低趋势,表明不同年代、不同气候环境下植物的δ13C时空变异的复杂性[71].312　不同生活型植物δ13C与W U E关系的变化K loeppel等[23]研究了北半球20个样地的落叶松(L arix spp.)及同一地区常绿针叶树种叶片的δ13C值,发现在77%的样地中,落叶松的δ13C低于常绿针叶树,表明落叶松的W U E较低.Marshall等[35]研究了Rockies中北部地区15种植物的δ13C及其W U E,发现在任何海拔高度上,针叶植物的δ13C比阔叶植物高18±2%左右,且海拔高度每升高1000m,15种植物的δ13C减少1120±0111‰(F=12718, P<01001).G arten和Taylor[16]也发现美国南部以及西北部的爱达荷州的常绿针叶树种的δ13C显著高于落叶阔叶树种.Schulze等[52]认为不同生活型乔木中,落叶固氮植物种和有刺植物种的Δ值比常绿硬叶植物种分别低1‰和214‰;固氮植物A llocasuarina的Δ值比非固氮硬叶植物种低112‰.对生长在西班牙亚沙漠地带山谷中4种主要植物的δ13C比较发现,草本植物S tipa parvif lora和灌木Rosm arinus of f icinalis的δ13C值比乔木香桧(J uniperus thurif era)和日本五须松(Pinus halepensis)低约2‰[42].陈拓等[6]测定了阜康和金塔荒漠地区同种或同属植物的δ13C表明,阜康荒漠灌木叶片的δ13C明显高于草本植物,其主要原因可能是根系分布上的差异导致乔木、灌木和草本植物具有不同的水分利用方式.Huc等[18]对相同栽培条件下的先锋种(Pioneer species)和后期种(Late stage species)的δ13C进行比较发现,与后期种相比,先锋种具有较小的δ13C,即较低的W U E,且表现出更高的光合蒸腾速率、气孔导度和叶片水势,反映了在非土壤干旱条件下,先锋种在对水分和养分的摄取方面具有较高的竞争能力.Johnson等[21]研究发现,在温室和田间实验中,沙生冰草(A gropyron desertorum)和窄颖赖草(L eym us angustus)叶片Δ值都与其W U E和牧草产量呈现负相关. Osório等[40]在3种水分条件(良好供水、中度土壤水分亏缺和重度土壤水分亏缺)下,测定蓝桉(Eucalyptus globules)叶片蒸腾效率、W U E和δ13C,发现在水分胁迫条件下,蓝桉的蒸腾效率和W U E提高,并且与叶片的δ13C呈正相关. Francey和Farquhar[13]也认为在自然条件下,陆地降雨量减少,水分胁迫加重,将导致空气湿度、土壤含水量的降低,从而使植物叶片光合速率、气孔导度下降,δ13C值增大,W U E 提高,而且植物的δ13C随降雨量的增加而降低.313　不同气候条件下植物δ13C与W U E关系变化Sun等[56]分析了沿中国不同气候带分布的兰州、北京和南京地区银杏(Ginkgo biloba L.)叶片δ13C,发现气候温暖湿润的南京地区植物W U E较气候干旱的兰州明显偏低.对北京山区落叶阔叶林6种木本植物W U E及其小生境的关系研究发现,植物早春时的W U E高于生长旺期,且同种植物在干旱瘠薄生境中的W U E较高[67].对不同土壤水分637应　用　生　态　学　报 17卷状况下生长的山毛榉、油松及云杉(Picea asperata)树轮δ13C 的研究也表明,树木生境越干旱,其δ13C值越大,W U E越高[51].陈拓等[6]也认为,干旱生境下植物的δ13C普遍偏高,荒漠植物可通过提高W U E以适应干旱胁迫.Schulze等[52]测定了沿澳大利亚北部一个降水梯度样带(年降雨量从216～1800mm)分布的不同生活型乔木的Δ值,发现在降雨量高于475mm的地区,群落的平均Δ值基本相同;而在降雨量低于475mm的地区,Δ值则从19‰下降至17‰(220mm),指示了植物W U E的降低.Bowling 等[3]对美国俄勒冈西部沿一个降水梯度(年降雨量227～2760mm)分布的6个针叶林生态系统呼吸的碳同位素组成(δ13C R)进行了3年研究,认为δ13C R的分布范围是-2311%～-3311%;在一个森林生态系统中,δ13C R的变化幅度为315%～815%.各生态系统年平均δ13C R差异显著,且与年平均降雨量密切相关.树木(包括叶片、细根、凋落物和土壤有机质)的δ13C同样随着年降雨量变化,即在干旱的地方,δ13C值较大,W U E较高.但苏波等[55]基于δ13C值对中国东北样带草原区植物长期W U E的分析发现,δ13C 与W U E随年均降雨量呈现多种变化趋势.羊草(L eym us chinensis)、家榆(Ul m us pumila L.)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)等植物随着年均降水量和年均温的增加而呈不同程度的降低趋势,说明这些植物主要通过调整叶片的气孔导度改变W U E,从而适应环境;达乌里胡枝子(L espedez a davurica)、麻花头(centauroides L.)和甘草(Glycyrrhiz a uralensis)的δ13C值随年降水量增加而增加,说明这些植物能够充分利用水资源,在降水量最高的季节充分利用水分,从而有效地进行光合作用,储存有机物;而达乌里黄芪(Ast ragalus dahuricus)、中间锦鸡儿(C.intermedia)和狭叶锦鸡儿(C.stenophylla)的δ13C随降水量变化不大,说明植物W U E对降水量的变化反映不敏感,在叶片生长期间,植物的光合速率与气孔导度之比没有大的变化.大多数植物的W U E随海拔高度增高而呈不同程度的增加趋势,而少数几个植物种呈降低趋势,另外,部分植物种随海拔高度变化不大,其原因可能与植物种的生活型、水分生态类型、根系特征以及叶片的解剖结构及生理生化机制的不同有关.Wang等[61]得出我国北方黄土区367个C3草本植物δ13C值的分布区间为-2117‰～-3010‰,平均值为-2617‰,且δ13C值随年降雨量的减少而增大.C3植物在旱季的δ13C值较雨季明显偏高,降水的差异导致黄土高原中部半湿润区C3植物的δ13C值比西部边缘半干旱、干旱气候区显著偏低.郑淑霞等[70]研究表明,近70年来黄土高原区4种典型C3植物狼牙刺、辽东栎、虎榛子和酸枣δ13C的变化范围为-25112‰～-29175‰,平均值为-27104‰,与Wang等[61]研究结果基本一致.研究还发现,在近70年中,4种植物叶片δ13C值均呈下降趋势,表明随气候环境变化,4种植物的W U E均在下降,但不同植物δ13C值下降幅度不同,狼牙刺和辽东栎叶片δ13C值下降非常明显,虎榛子δ13C 值下降也较明显,而酸枣叶片δ13C值下降不明显,说明不同植物对气候因子的敏感性不同[70],与Bert等[2]、Duquesnay 等[9]和郑凤英等[69]的研究结果相矛盾.这可能是由于物种不同以及气候环境差异较大,降水量少、蒸散量大、土壤水分极度亏缺导致黄土高原地区植物的W U E普遍低下.研究还发现,陕北地区辽东栎和狼牙刺W U E明显高于陕南地区,这主要是因为陕北地区气候相对于陕南较为干旱,而在干旱瘠薄生境中植物提高W U E是其为适应胁迫环境采取的一种策略,与Saurer等[51]、严昌荣等[67]、陈拓等[6]和Bowling 等[3]的观点基本一致.4　问题与展望作为新兴起的一项监测技术,植物稳定碳同位素技术已被广泛应用于生态学、植物生理学、农学、环境学以及生物地球化学研究的各个领域,成为古气候重建和预测未来环境变化以及全球碳平衡研究的理论基础.尽管目前碳同位素研究中还存在较多的问题以致分析结果具有较大的不确定性,但该技术已在揭示植物对环境胁迫的响应、植物光合途径的鉴别、筛选高W U E、高产、抗逆性品种等的研究中发挥了重要作用,并显示出巨大的应用潜力.近年来,随着碳同位素技术的不断完善和研究的不断深入,其在生态学中的研究尺度已由原来叶片和种群的水平提高到了冠层、群落、生态系统乃至全球尺度,逐渐从新的角度探讨生物与环境的关系.植物体的碳稳定同位素组成主要由植物本身的生物学特性决定,代表着一系列复杂的生理生化的长期整合过程,但同时受多种环境因子(包括生物因素和非生物因素)的影响,不同植物的δ13C随不同的纬度、海拔高度、坡向、季节等发生不同程度的变化,指示着植物在W U E方面的差异[13,67].利用δ13C技术估算W U E只是一种间接的方法,未提供直接的气体交换速率,只有在某一环境因素成为限制因子的情况下才可能通过δ13C值来比较植物W U E,但从目前的研究情况来看,大部分实验都是来自于多种环境因子综合影响的结果,尤其是野外实验,各因子间的交互作用相当明显,使得研究结果带有很大的不确定性,因此,通过对不同植物以及不同生境下植物的δ13C进行比较来判定植物W U E 的高低仍有很多限制.在实际工作中,利用δ13C进行植物的光合和水分利用研究时,除应保证取样的一致性和代表性之外,还应注重与其它直接测定方法(如光合生理生化过程的测定)的综合运用,以确保分析结果的精确性和可靠性.由于植物生长受气温、降水等气候条件的影响,而降水和CO2中的18O、δD(氘)等同位素与温度的关系密切相关,因此,以降水和CO2作为光合原料的植物体内必然保存了由温度变化而导致的18O、δD等变化的信息.随着18O、δD、15N等同位素技术的发展与应用,以及更精细的分析测定技术的提高,原来那些只用碳同位素技术无法解决的问题在多种同位素技术的融合与渗透下将会得以解决,从而更加巩固碳同位素技术在各个研究领域中的应用地位,并推动其向更深的层次和更广的范围发展.7374期郑淑霞等:陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化。

树轮稳定碳同位素对环境气候因子的响应研究进展

树轮稳定碳同位素对环境气候因子的响应研究进展作者：郑紫薇来源：《科学大众·教师版》2014年第04期摘要：树木的生长和立地环境密切相关，并受气候变化的影响,树轮稳定碳同位素作为反映和重建气候与环境变化一个重要的代用指标,越来越引起人们的关注。

本文简述了树轮稳定碳同位素的分馏原理以及树轮稳定碳同位素对光照、CO2浓度、温度、湿度及其他环境气候参数响应的研究进展,并针对我国树木年轮稳定碳同位素研究的进展与现状,对未来研究发展趋势：扩大树轮稳定碳同位素的研究区域、加强与相关学科的交叉渗透研究、探索加强与多种代用指标及多环境变量的联合研究等进行了展望,希望为树轮稳定碳同位素的进一步深入研究发展提供一些理论参考。

关键词：树轮；稳定碳同位素；环境气候因子；研究进展中图分类号：P461 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）04-146-002全球气候变化已成为目前社会各界共同关注的焦点问题，是全球变化问题的核心之一。

研究全球气候变化最直接、最准确的资料是器测资料。

然而，使用仪器的气象记录资料非常有限，全球多数地区只有几十年的时间，少数地区达到100~200年的时间，难以获取长期气候变化的信息。

近年来，各种地质记录，如冰芯、黄土、湖芯、珊瑚、石笋等，已被广泛地用于地质历史时期的气候与环境变化研究中。

而作为地质记录之一的树木年轮与其他地质记录相比较，具有定年精确、连续性好、分辨率高、对环境变化敏感性强等优点，也在过去全球气候变化研究中被广泛应用，并已取得重要进展。

树轮稳定同位素分析是20世纪70年代中期以来逐渐发展与成熟起来的研究方法，正广泛的应用于植物生理生态环境及全球环境变化等领域，现已成为树轮气候学研究领域的重要手段之一。

在树轮同位素的研究中，树轮碳同位素的研究进行的较早、进展较快，取得的成果最多。

研究树轮稳定碳同位素对环境气候参数的响应，并将它们与其他代用指标进行综合分析，无疑有利于我们更为准确的认识气候历史，具有重要的生态和现实意义。

封管法制备有机碳稳定同位素样品存在的问题和改进

封管法制备有机碳稳定同位素样品存在的问题和改进曹蕴宁;刘卫国【期刊名称】《地球环境学报》【年(卷),期】2016(007)002【摘要】有机碳稳定同位素的高精度测定是利用地质样品有机碳同位素研究气候和植被变化等的基础。

通过实验发现低有机碳含量样品同位素测定误差相对较大，其中样品收集过程是主要的影响因素之一。

本文针对这个问题，主要从杂质气体干扰入手，在一步冷冻分离CO2和H2O，或分步冷冻分离CO2和H2O的收集方法，以及改变收样管体积三方面进行条件实验研究，讨论了封管法制备有机碳稳定同位素样品气体收集过程对有机碳稳定同位素组成的影响。

结果表明：（1）CO2气体的纯化收集是封管法制备有机碳稳定同位素样品的一个重要步骤，收集时杂质气体含量越高，对样品有机碳稳定同位素组成的影响越大；（2）在相同的杂质气体背景条件下，与一步冷冻分离CO2和H2O的方法相比，分步冷冻CO2和H2O的方法能够显著减小杂质气体对有机碳稳定同位素测定的影响；（3）小体积收样管能够显著提高有机碳稳定同位素样品的离子流强度，进而提高低有机碳含量样品的稳定碳同位素测定精度。

【总页数】9页(P200-208)【作者】曹蕴宁;刘卫国【作者单位】中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安710061;中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安710061; 西安交通大学人居环境与建筑工程学院，西安710049【正文语种】中文【相关文献】1.元素分析仪-同位素比值质谱仪测定海洋沉积物有机碳稳定同位素方法初探 [J], 张媛媛;贺行良;孙书文;朱志刚2.静态灼烧氧化法制备有机碳同位素质谱分析样品 [J], 沈吉;王楚3.土壤有机碳同位素样品制备过程的影响因素讨论 [J], 曹蕴宁;刘卫国;宁有丰;张庆乐;王政4.封管法制备有机碳同位素质谱分析样 [J], 王楚;沈吉5.元素分析-同位素比值质谱法测量海洋沉积物中有机碳和氮稳定同位素组成的实验室间比对研究 [J], 常文博;李凤;张媛媛;贺行良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

全有机稳定碳同位素在我国湖泊沉积物研究中的应用

全有机稳定碳同位素在我国湖泊沉积物研究中的应用
周晓娟
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)035
【摘要】有机碳稳定同位素（啄13Corg）是当前我国湖泊沉积物研究中的主要地球化学指标，提供了湖泊沉积物有机质来源、流域植被变化以及古气候和古环境变化等方面的信息，为我国的湖泊沉积研究提供了一种新的方法和思路。

文章总结了稳定碳同位素技术原理，概括了湖泊沉积物有机碳稳定同位素的指示意义及其在我国湖泊沉积研究中的应用。

文章重点从湖泊有机质来源辨识、流域植被变化、古气候和古环境变化研究三个方面概括了有机碳稳定同位素在我国湖泊沉积物研究中的应用现状，并根据这些研究中存在的不足和问题提出有机碳稳定同位素在湖泊沉积物研究中需要拓展的应用和使用有机碳稳定同位素指标时需注意的事项和改进方法。

【总页数】3页(P18-20)
【作者】周晓娟
【作者单位】云南师范大学旅游与地理科学学院，云南昆明 650500; 高原湖泊生态与全球变化云南省重点实验室，云南昆明 650500
【正文语种】中文
【相关文献】
1.稳定碳同位素在植物水分利用效率研究中的应用
2.稳定碳同位素技术在r土壤根际激发效应研究中的应用
3.稳定碳同位素技术在生态系统研究中的应用
4.稳定碳同位素技术在土壤有机碳研究中的应用进展
5.超细全硫化粉末丙烯酸酯橡胶增韧酚醛树脂及其在有机磨具中的应用研究
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利用多年冻土区湖相沉积物中埋藏植物稳定碳同位素组成重建大气CO_2浓度

利用多年冻土区湖相沉积物中埋藏植物稳定碳同位素组成重建大气CO_2浓度林清;王绍令;赵林【期刊名称】《冰川冻土》【年(卷),期】2001(23)1【摘要】沉水植物碳同位素分馏同水中溶解无机碳浓度有一定的关系 ,因而可以通过青藏高原多年冻土区的湖相沉积物中埋藏沉水植物———龙须眼子菜(Potamogetonpectinatus)植物屑的碳同位素组成重建该地大气CO2 浓度的变化情形 .研究结果表明 ,该地在 9 176 77kaBP间 ,大气CO2 浓度是整个研究时间段中最低的 ,其后在 6 774 5 6kaBP时期大气CO2 浓度增加 ,在 4 5 6 2 17kaBP之间 ,大气CO2 浓度是整个研究时间内CO2 浓度最高的阶段 .植物屑的碳同位素组成反映了溶解无机碳浓度的变化 ,从而可用以重建大气CO2【总页数】6页(P22-27)【关键词】多年冻土;湖相沉积;沉水植物;δ^13C;古大气;二氧化碳浓度;古气候;碳同位素【作者】林清;王绍令;赵林【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P532;P642.14【相关文献】1.双向标记培养植物测定大气二氧化碳稳定碳同位素组成 [J], 杭红涛;吴沿友;谢腾祥2.黄土沉积物中ΔC的碳同位素组成与古大气二氧化碳浓度估算 [J], 李春园;王先彬3.鄂陵湖浅层冻结湖相沉积物中埋藏植物屑稳定碳同位素组成特征 [J], 林清;彭平安;刘荣谟4.大气CO2浓度升高对三江平原湿地小叶章叶片稳定碳同位素组成的影响 [J], 钟海秀;伍一宁;许楠;倪红伟5.大气温室效应与植物的光合性状──大气CO_2浓度升高对油桐和烟草光合气体交换及叶的脂类组成的影响 [J], 何平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

植物-土壤有机质转化过程中的碳同位素组成变化

植物-土壤有机质转化过程中的碳同位素组成变化
宁有丰;刘卫国;安芷生
【期刊名称】《地球学报》
【年(卷),期】2005(026)0z1
【摘要】土壤有机质的碳同位素信息反映了上部的植被和气候状况，但植物体在被微生物分解、利用，转变为土壤有机质的过程中会产生碳同位素的分馏。

本研究探讨了高山草甸和典型草原两种不同气候、生态环境条件下，植物转变为土壤有机质过程中的碳同位素组成变化。

结果显示：在太白山高海拔地区的4个采样点，表土的δ13Corg值均随深度的增加而逐渐偏正，到距离地表10～15cm左右时，【总页数】1页(P236)
【作者】宁有丰;刘卫国;安芷生
【作者单位】中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075
【正文语种】中文
【中图分类】P5
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