植物体燃烧前后碳同位素组成的变化
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ｆ ３ １ Ｂａｌｌｅｎｔｉｎｅ Ｄ Ｃ， Ｍａｃｋｏ Ｓ，Ｔｕｒｅｋｉａｎ Ｖ Ｃ． Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔ￣ ｏｆ ｓｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｉｍｌｉ￣ｉｄｕａｌ ｆａＩＩ、 ａｃｉｄｓ ｆｒｏｍ ｃｍｕｌｍ ｓｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ４ ａｎｄ Ｃ３ ｐｌａｎｔｓ： ｌｍｐｌｉ￣一ａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｂｉｍｎａｓｓ ｂｕｎｔ ｉｎｇ
表 ｌ是植物 体燃 烧前后 ｃ值的变化情况 从表 中可以 看 出 ，燃 烧 前 后 植 物 的 Ｃ值 发 生 ＿ｒ明 显 的 变 化 比 较燃 烧 后 的 灰 烬 和 其 源 植 被 的 ６ Ｃ值 可 以 发现 ，所 选 取 的 ｌ０种 ｃ， 植物 中，只有一 种 植 物 （狗娃 花 ）的 ６ Ｃ值 变小 ，变 化 幅
组分都 能被彻 底氧化 ，易燃 组分 总是先损 失
掉 ，根 据 燃 烧 程 度 的 不 同 ，耐 火成 分 也 会 有 不
同程 度的损失 。这些在 燃烧过程 中损失 的碳
同 位 素 组 成 状 况 将 决 定 燃 烧 残 留 物 的 Ｃ
值 ，这是植 物体燃烧前后 Ｃ值发生 变化的
根 本原因 。不同植物 体在燃烧 过程 中损失的
（中国科学 院 地球环境 研究所 ．陕西 西安 ７１００７５）
摘 要 ：将 在黄土 高原地 区采集 到的活 体植物 样品于实 验室 内进行燃烧 实验 ，发现 植物燃烧 后残 留物 的 ｃ值发生 了明 显改 变。相对于源植物体 ，大部分 Ｃ 植物 灰烬的 ｃ值变大 ，而大部分 Ｃ 植物 灰烬 的 ８１ ３Ｃ值 则变小 。这 ‘结 粜对 ｝ 利片ｉ大气 气溶 胶 和 沉 积 物 中燃 烧 产 物 的 ６＇３Ｃ值 来 研 究 植 被 和 气 候 环 境 变 化 无 疑 是 重 要 的 。 关 键 词 ：Ｃ，／Ｃ 植 物 ；燃 烧 ；碳 同 ｆ 素组 成
度 为 １．４９％。，其余 ９种 ｃ 植 物的 ｃ值都变大 ，变化幅度在 ０．３０％ｅ～１．２２％ 之 间 ，平 均 偏 正 ０．７ｌ％。。而 在 所 选 取 的 ｌ０种 ｃ 植 物 中 ，亦 只有 一 种 植 物 （猪 毛 菜 ）的 Ｃ值 变 大 ，变 化 幅 度为 ２．１８‰ ，其余 ９种 ｃ 植物 的 ６ Ｃ值 都 变小 ，变 化 幅度 在 ０．１２‰ ～ｌ、２‰ 之 间 ，平 均 偏 负 ０、５４％。，变 化 幅 度 比 ｃ，植
ｃ值有差别， 所ｃ 和 ｃ。两 种 不 同光
合 作 用 类 型 的 植 物 ，燃 烧 后 Ｃ值 有 不 同 的
变 化 规 律 ，详 细 原 因 还 有 待 于 进 一 步 研 究 。
Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｓ
［Ｊ】．Ｃｈｅｍ Ｇｅｏｌ，１９９８，１５２（１—２）： １５１～１６１． ［４】 郑 永飞 ，陈江峰 ．稳定同位 素地球 化学 ＩＭ】．北 京：科 学出版
社 ．２０００．１—１９４． Ｚｈｅａｇ Ｙｏｎｇ—ｆｅｉ， Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｇ—ｆｅｎｇ． Ｔｈｅ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｌ￣３ ｏｆ Ｓｔａｂｌｅ ｌｓｏｔｏｐｅｓ【Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ．２０００ １～１９４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．
（ＫＺＣＸ２一ＳＷ一１ １ ８）；中国科学 院黄 土与第 四纪地质 国家重 点实验室 开放 基金 （ＳＫＬＬＱＧ０３１８）；全闰优 秀博 士论 文研究 基金 （获 得 者 ：刘 卫 国 ） 作者简介 ：宁有 丰（１９７９一），男，博士研究生 ，研究 方向为生物地球 化学 及全球变化 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆｎｉｎｇ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｉｎ
物 要 小 一 些 。
植物体各组分 的 Ｃ值 是 相 的，植 物体 的 ｃ值 则 是各 组分 ｃ值 的综 合 表 现 。植物 体在 自然燃烧过程 中，并不是 所有的
表 １ 植 物 体 燃 烧 前 后 的碳 同 位 素 组 成 及 其 变 化 Ｔａｂｌｅ １ Ｃａｒｂｏｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ａＩｌｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｓ ——
ＮＩＮＧ Ｙｏｕ—ｆｅｎｇ，ＬＩＵ Ｗｅｉ—ｇｕｏ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｌｅ Ｉｎ．ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＥａｒｔｈ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍ）ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｘｉ＇ａｎ ７１００７５． Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｔｏ ＮＩＮＧ Ｙｏｕ－Ｆｅｎｇ（Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆｎｉｎｇ＠ ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｒｎ）
．
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ａｐｒｉｌ ２９，２００４； ｒｅｖｉｓｅｄ Ａｕｇｕｓｔ ２４，２００４；ａｃｃｅｐｔｅｄ Ａｕｇｕｓｔ ２６，２００４；ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ Ｓｅｐｔｅｌｎｂｅｒ， ２００４
收 稿 日期 ：２００４—０４—２９；改 回 日期 ：２００４—０８—２４； 接 受 日期 ：２００４—０８—２６ 基 金项 目 ：国家 重点 基础 研 究项 目 （Ｇ１９９９０４３４００）；国家 自然 科学 基 金 （４０３７３００８）；中 国科 学院 知识 创 新工 程 重 要方 向性 项 目
参 考 文 献 （Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
【１】 Ｂｉｒｄ Ｍ Ｉ，Ｃａｌｌ ｊ Ａ．Ａ ｍｉｌｌｉｏｎ一）ｅａｒ ｒｅ（’ｏｒｄ ｏｆ ｆｉｒｅ ｉｎ ｓｕｂ—Ｓａｈａｒａｎ Ａｆｒｉｃａ【Ｊ】．Ｎａｔｕｒｅ，１９９８，３９４（６６９５）：７６７～７６９
『２ １ Ｔｕｒｅｋｉａｎ Ｖ Ｃ， Ｍａｃｋｏ Ｓ， Ｂａｌｌｅｎｔｉｎｅ １）． ｔ，，ａ／． Ｃａｕｓｅ ｏｆ ｌｍｌｋ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｆｒａ‘‘Ｌｉｏｕａ／ｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｖｅｇｅｌａｔｉｏｎ ｂｕｒｎｓ：Ｌａｂｏｒａｌｏｒｙ ｓｌｕｄｉｅｓ【Ｊ １．Ｃｈｅｎ￣（．ｅｏｌ， ｌ ９９８， ｌ ５２ （１—２）： １ ８１～ １９２．
维普资讯
第 ３３卷 第 ５期 ２００４年 ９月
罐 ｆｅ
ＧＥｏ ＣＨＩＭ ＩＣＡ
Ｖ０Ｉ－３３． ＮＯ。５ Ｓｅｐｔ．，２００４
文章 编 号 ：０３７９—１７２６（２００４）０５—０４８２—０ｌ
植物体 燃烧前后碳 同位素组成 的变化
宁有 丰 ，刘 卫 国，张庆 乐
在黄土 高原地 区采集 了 ｌ０种 ｃ，植物和 １０种 Ｃ。植物 。
在 野 外采 样 和 植 物 鉴 定过 程 中 ，西 北 农 林 科 技 大 学徐 朗
将采集到 的样品在 ４０℃下烘 卜，并分 成两份 ，一 份供燃烧实 然教授给 予 了很 多帮助 ，在此表 示感谢 ！
验 用 ，另 一 份 用 玛 瑙 研 钵 研 磨 至 ８０ Ｈ 。在 实 验 率 内 完 成 燃 烧 实验 ，点燃样品后 ，不外加氧气 ，使其在空气 中 自然燃烧 ，收 集 燃 烧 后 的 灰 烬 ，研 磨 至 ８０ 目。在 中 国科 学 院 地 球 环 境 研 究 所生物地球化学 实验室 ＭＡＴ一２５１型 质谱 仪 七，分别测定 各种 植物 和燃 烧灰烬 的 ６ Ｃ值 。样 品的 Ｃ值 以相对于 ＰＤＢ标 准 的 千分 比表 示 ，相 对 误 差 小 于 ０、２％ｃ。
表 ｌ是植物 体燃 烧前后 ｃ值的变化情况 从表 中可以 看 出 ，燃 烧 前 后 植 物 的 Ｃ值 发 生 ＿ｒ明 显 的 变 化 比 较燃 烧 后 的 灰 烬 和 其 源 植 被 的 ６ Ｃ值 可 以 发现 ，所 选 取 的 ｌ０种 ｃ， 植物 中，只有一 种 植 物 （狗娃 花 ）的 ６ Ｃ值 变小 ，变 化 幅
组分都 能被彻 底氧化 ，易燃 组分 总是先损 失
掉 ，根 据 燃 烧 程 度 的 不 同 ，耐 火成 分 也 会 有 不
同程 度的损失 。这些在 燃烧过程 中损失 的碳
同 位 素 组 成 状 况 将 决 定 燃 烧 残 留 物 的 Ｃ
值 ，这是植 物体燃烧前后 Ｃ值发生 变化的
根 本原因 。不同植物 体在燃烧 过程 中损失的
（中国科学 院 地球环境 研究所 ．陕西 西安 ７１００７５）
摘 要 ：将 在黄土 高原地 区采集 到的活 体植物 样品于实 验室 内进行燃烧 实验 ，发现 植物燃烧 后残 留物 的 ｃ值发生 了明 显改 变。相对于源植物体 ，大部分 Ｃ 植物 灰烬的 ｃ值变大 ，而大部分 Ｃ 植物 灰烬 的 ８１ ３Ｃ值 则变小 。这 ‘结 粜对 ｝ 利片ｉ大气 气溶 胶 和 沉 积 物 中燃 烧 产 物 的 ６＇３Ｃ值 来 研 究 植 被 和 气 候 环 境 变 化 无 疑 是 重 要 的 。 关 键 词 ：Ｃ，／Ｃ 植 物 ；燃 烧 ；碳 同 ｆ 素组 成
度 为 １．４９％。，其余 ９种 ｃ 植 物的 ｃ值都变大 ，变化幅度在 ０．３０％ｅ～１．２２％ 之 间 ，平 均 偏 正 ０．７ｌ％。。而 在 所 选 取 的 ｌ０种 ｃ 植 物 中 ，亦 只有 一 种 植 物 （猪 毛 菜 ）的 Ｃ值 变 大 ，变 化 幅 度为 ２．１８‰ ，其余 ９种 ｃ 植物 的 ６ Ｃ值 都 变小 ，变 化 幅度 在 ０．１２‰ ～ｌ、２‰ 之 间 ，平 均 偏 负 ０、５４％。，变 化 幅 度 比 ｃ，植
ｃ值有差别， 所ｃ 和 ｃ。两 种 不 同光
合 作 用 类 型 的 植 物 ，燃 烧 后 Ｃ值 有 不 同 的
变 化 规 律 ，详 细 原 因 还 有 待 于 进 一 步 研 究 。
Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｓ
［Ｊ】．Ｃｈｅｍ Ｇｅｏｌ，１９９８，１５２（１—２）： １５１～１６１． ［４】 郑 永飞 ，陈江峰 ．稳定同位 素地球 化学 ＩＭ】．北 京：科 学出版
社 ．２０００．１—１９４． Ｚｈｅａｇ Ｙｏｎｇ—ｆｅｉ， Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｇ—ｆｅｎｇ． Ｔｈｅ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｌ￣３ ｏｆ Ｓｔａｂｌｅ ｌｓｏｔｏｐｅｓ【Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ．２０００ １～１９４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．
（ＫＺＣＸ２一ＳＷ一１ １ ８）；中国科学 院黄 土与第 四纪地质 国家重 点实验室 开放 基金 （ＳＫＬＬＱＧ０３１８）；全闰优 秀博 士论 文研究 基金 （获 得 者 ：刘 卫 国 ） 作者简介 ：宁有 丰（１９７９一），男，博士研究生 ，研究 方向为生物地球 化学 及全球变化 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆｎｉｎｇ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｉｎ
物 要 小 一 些 。
植物体各组分 的 Ｃ值 是 相 的，植 物体 的 ｃ值 则 是各 组分 ｃ值 的综 合 表 现 。植物 体在 自然燃烧过程 中，并不是 所有的
表 １ 植 物 体 燃 烧 前 后 的碳 同 位 素 组 成 及 其 变 化 Ｔａｂｌｅ １ Ｃａｒｂｏｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ａＩｌｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｂｕｒｎｓ ——
ＮＩＮＧ Ｙｏｕ—ｆｅｎｇ，ＬＩＵ Ｗｅｉ—ｇｕｏ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｌｅ Ｉｎ．ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＥａｒｔｈ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍ）ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｘｉ＇ａｎ ７１００７５． Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｔｏ ＮＩＮＧ Ｙｏｕ－Ｆｅｎｇ（Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆｎｉｎｇ＠ ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｒｎ）
．
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ａｐｒｉｌ ２９，２００４； ｒｅｖｉｓｅｄ Ａｕｇｕｓｔ ２４，２００４；ａｃｃｅｐｔｅｄ Ａｕｇｕｓｔ ２６，２００４；ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ Ｓｅｐｔｅｌｎｂｅｒ， ２００４
收 稿 日期 ：２００４—０４—２９；改 回 日期 ：２００４—０８—２４； 接 受 日期 ：２００４—０８—２６ 基 金项 目 ：国家 重点 基础 研 究项 目 （Ｇ１９９９０４３４００）；国家 自然 科学 基 金 （４０３７３００８）；中 国科 学院 知识 创 新工 程 重 要方 向性 项 目
参 考 文 献 （Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
【１】 Ｂｉｒｄ Ｍ Ｉ，Ｃａｌｌ ｊ Ａ．Ａ ｍｉｌｌｉｏｎ一）ｅａｒ ｒｅ（’ｏｒｄ ｏｆ ｆｉｒｅ ｉｎ ｓｕｂ—Ｓａｈａｒａｎ Ａｆｒｉｃａ【Ｊ】．Ｎａｔｕｒｅ，１９９８，３９４（６６９５）：７６７～７６９
『２ １ Ｔｕｒｅｋｉａｎ Ｖ Ｃ， Ｍａｃｋｏ Ｓ， Ｂａｌｌｅｎｔｉｎｅ １）． ｔ，，ａ／． Ｃａｕｓｅ ｏｆ ｌｍｌｋ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｆｒａ‘‘Ｌｉｏｕａ／ｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｖｅｇｅｌａｔｉｏｎ ｂｕｒｎｓ：Ｌａｂｏｒａｌｏｒｙ ｓｌｕｄｉｅｓ【Ｊ １．Ｃｈｅｎ￣（．ｅｏｌ， ｌ ９９８， ｌ ５２ （１—２）： １ ８１～ １９２．
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第 ３３卷 第 ５期 ２００４年 ９月
罐 ｆｅ
ＧＥｏ ＣＨＩＭ ＩＣＡ
Ｖ０Ｉ－３３． ＮＯ。５ Ｓｅｐｔ．，２００４
文章 编 号 ：０３７９—１７２６（２００４）０５—０４８２—０ｌ
植物体 燃烧前后碳 同位素组成 的变化
宁有 丰 ，刘 卫 国，张庆 乐
在黄土 高原地 区采集 了 ｌ０种 ｃ，植物和 １０种 Ｃ。植物 。
在 野 外采 样 和 植 物 鉴 定过 程 中 ，西 北 农 林 科 技 大 学徐 朗
将采集到 的样品在 ４０℃下烘 卜，并分 成两份 ，一 份供燃烧实 然教授给 予 了很 多帮助 ，在此表 示感谢 ！
验 用 ，另 一 份 用 玛 瑙 研 钵 研 磨 至 ８０ Ｈ 。在 实 验 率 内 完 成 燃 烧 实验 ，点燃样品后 ，不外加氧气 ，使其在空气 中 自然燃烧 ，收 集 燃 烧 后 的 灰 烬 ，研 磨 至 ８０ 目。在 中 国科 学 院 地 球 环 境 研 究 所生物地球化学 实验室 ＭＡＴ一２５１型 质谱 仪 七，分别测定 各种 植物 和燃 烧灰烬 的 ６ Ｃ值 。样 品的 Ｃ值 以相对于 ＰＤＢ标 准 的 千分 比表 示 ，相 对 误 差 小 于 ０、２％ｃ。