碳稳定性同位素分析食物网中能量流动审批稿

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食物链的稳定性和能量流动研究

食物链的稳定性和能量流动研究食物链作为生态系统的基本构成单位，对于维系生态平衡和生态健康具有至关重要的作用。

食物链不仅关乎到生物之间的相互关系，更影响到生态系统的稳定性和能量流动。

因此，对食物链的研究可以帮助我们更好地认识生态系统，从而保护生态环境和维护生命安全。

一、食物链的概念及组成食物链是指一个生态系统中不同生物之间的营养关系。

简单来说，食物链就是以食物作为能量来源的生物链。

食物链从底层生物开始，通过食物往上追溯，直至顶层肉食动物。

底层的生物往往是植物和浮游生物，中等层次的生物包括各种食肉动物和食草动物，顶层生物是所有食物链的尽头，往往由捕食性肉食动物所占据。

食物链的组成除了不同种类的生物之外，还涉及到能量和营养物质的传递。

底层生物通过光合作用产生能量和有机物质，这些有机物质被中等层次的生物利用，而中等层次的生物则通过食物把能量和有机物质传递给顶层生物。

在传递过程中，每一层次的生物都要消耗掉一部分能量和有机物质，这些被消耗掉的能量和有机物质就形成了生态系统中物种之间的营养关系。

二、食物链的稳定性食物链是生态系统中一个基本而又复杂的部分，它的稳定性不仅影响到其他物种的存活与否，还影响到生态系统的整体健康。

在一个完整的生态系统中，食物链过于复杂，其中任何一种生物的数量改变都可能对整个生态系统造成影响，因此食物链的稳定性显得尤为重要。

食物链的稳定性受到很多因素的影响，其中主要包括相对稳定的环境和适宜的温度、湿度、氧气等生态因素。

如果环境不稳定或者生态因素过于恶劣，就可能导致生物种群的数量不平衡，从而影响到食物链的稳定性。

此外，人为的破坏和污染也是影响食物链稳定性的不可忽视的重要因素。

深海鱼、珊瑚礁等生物的大规模死亡往往是人类过度使用化学品、海洋污染和环境变化引起的。

三、食物链中的能量流动食物链除了涉及到营养物质的传递，还涉及到能量的流动。

能量是生物生存和生长的必要条件，生态系统中所有物种的能量来源都是来自太阳。

碳稳定性同位素与全球变化

稳
定
性
碳同
位
素
与
全球变化
由（1）式可以得出： Ci / Ca = （δ 13C - δ 13Ca + a）/ （a - b ）（2）利用上式定量重建 Ca 的前提是假设 Ci 恒定，这样，通过比较两个时期 Ci/Ca 值，就可以知道大气中二氧化碳浓度的变化趋势。但是，Ci值并不能保持稳定，它与环境、气候条件和物种特性都有一定关系。因此若不剔除这些因子的影响，通过年轮δ 13C 来重建区域Ca 变化难以取得准确的结果。
稳
定
性碳
同
位
素
与
全球变化
Arndt & Wanek（2002）利用水分胁迫下叶片碳同位素分馏的降低，研究整个植物体的碳分配。 Hobbie 等（2002）将13CO2标记到生长在高温和高CO2 环境中的花旗松幼苗中，发现不同年龄的针叶在高温和高 CO2条件下对 CO2 的吸收能力不同，同时苗木结构性碳和非结构性碳的分配规律也不同。Staddon 等（2003）利用13C 标记法研究了高原生态系统植物根、冠以及土壤中碳的流通。
3.2
植物水分利用率的研究
传统方法：大气CO2 浓度升高和大气温度升高都会影响植物的水分利用效率( WUE) 。确定单叶WUE 常用气体交换的方法测定光合与蒸腾速率，这种方法测得的是瞬间值，容易受当时瞬间环境条件的影响而波动。碳同位素技术：是一种间接测定作物单叶WUE的有效方法。通过对长期积累于叶片或其他器官中的碳代谢产物的稳定碳同位素来评估叶片或植株生长过程中总的WUE特性。
稳
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全球变化

三峡库区小江鱼类食物网结构、营养级关系的C、N稳定性同位素研究

三峡库区小江鱼类食物网结构、营养级关系的C、N稳定性同位素研究三峡大坝位于长江中上游,始建于1993年,于2009年全面竣工,是世界上最大的水电站大坝。

长江是我国最大的河流,也是我国淡水鱼类最丰富的区域。

三峡大坝的修建与蓄水已经显著地改变了三峡库区水域生态系统的生态环境。

三峡大坝的修建将如何影响生活在这一区域的水生生物,是一个亟待解决的问题。

小江(原名彭溪河)位于三峡库区腹地,是北岸的一个一级支流。

为缓解三峡大坝蓄水后小江回水区(库湾)生态环境压力,采用人工措施在小江开县县城附近修建了汉丰湖大坝,该坝的建成使小江回水区在三峡库区中呈现了“库中库”的环境格局,这种特殊格局的形成可为三峡库区干流生态环境分析提供一个研究模型。

本研究选择三峡库区支流小江为研究对象,于2010年3月份(低水位时期)到12月份(蓄水期)期间,采用资源调查和稳定性同位素相结合的方法对小江回水区(小江库湾)鱼类群落组成、鱼类食性转变、区域生态环境、鱼类食物网模型及主要经济鱼类能量来源进行了详细分析。

主要研究结果如下：(1)于2010年对小江回水区7个样点的6个月次调查结果显示：共采集鱼类标本1701尾,隶属于6目9科47属56种,其中小江汉丰湖坝上水域采集鱼类28种,坝下水域采集鱼类42种。

鲤形目和鲇形目分别占种总数的69,5%和12.5%。

宽鳍鱲、黑尾餐、鲇、鲫、鲤、蒙吉鲌、翘嘴鲌、瓦氏黄颡鱼及光泽黄颡鱼等为小江的主要经济鱼类；小江渔获物种类数以春季最高；坝上水域渔获物种类组成季节性变化幅度大于坝下水域；坝下水域鱼类丰富度高于坝上水域,但与库区其它支流相比,小江渔获物丰富度较低。

(2)应用碳氮稳定性同位素方法分析了小江回水区蒙古鲌食性。

结果显示：体长<200mm的小个体蒙古鲌δ13C、δ15N值分别为-24.50‰±1.15‰、12.17‰±1.54‰o,食性类型为杂食性偏肉食性,营养级为2.9；体长>200mm的大个体蒙古鲌613C、615N值分别为-23..87‰±1.12‰、13.54‰±1.12‰,食性类型为肉食性,营养级为3.3；大个体蒙古鲌δ13C、615N值极显著大于小个体蒙古鲌(P<0.01),表明蒙古鲌在生长发育过程中发生了食性转变,但部分大个体蒙古鲌和小个体蒙古鲌由于食物来源相同而出现了同位素值重叠现象。

利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献

利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献环境科学ENVIR0NMENTALSCIENCEV o1.28,No.8Aug.,2007利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献曾庆飞,孔繁翔H,张恩楼,谭啸(1,中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:应用碳氮稳定同位素方法研究了太湖不同营养状态湖区内外源物质对微生物食物链主要成分的贡献.结果表明,在有大量外来物质输入的河口区,细菌,浮游枝角类,溶解性有机物(DOM)和颗粒性有机物(POM)的8C和8N同位素值,溶解性无机碳(DIC)的8"C同位素值明显低于其它采样点,这表明河口区受陆源营养物质的影响强烈.其中,DOM的8"C平均值和陆源C植物的8"C值一26qt~相近,表现出流域外源的排人对湖泊碳库的影响.与从DIC到浮游藻类的分馏值22qt~计算得到的浮游藻类8"C值相比,POM主要为内源藻类贡献.浮游枝角类的8"C的平均值低于POM(0.2%o)和细菌(2.5%o),这可能是由于枝角类脂类的积聚或选择性的摄食8"C较为贫化的微型藻类(<50m)造成的.根据双组分混合模型(two—membermixingmode1),在河口区陆源c对细菌生物量的贡献占到61.2%,随着向湖心的推进,内源藻类的贡献逐渐增加(58.5%～92.9%).关键词:稳定同位素;太湖;微食物网(链)中图分类号:)【524文献标识码:A文章编号:0250-3301(2007)O8.1670.05EffectsofAnthropogenicOrganicMatterInputsonStableCarbonandNitrogen IsotopesinOrganismsfromMicrobialFoodChaininTaihuLakeZENGQing.fei',KONGFan—xiang.ZHANGEn—lou,TANXiao'(1.StateKeyLaboratoryofLakeScienceandEnvironment,NanjingInstituteofGeographya ndLimnology,ChineseAcademyofSciences,Nanjing210008,China;2.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing10004 9,China)Abstract:Stableisotopeanalysesofcarbonandnitrogenwereusedtoevaluateautochthonous versusallochthonouscontributiontothemainmicrobia1foodloopcomponentsinthefoursamplingsitesbasedondifferenttrophicstatusin TaihuLake.Onaverage,the8"Cand8Nvaluesoforganicmatter(OM)sources(bacteria,cladocera,particulateandsedimentaryorganicmat ter)andthe8"Cofdissolvedinorganiccarbon(DIC),whicharethemaincomponentsinmicrobialfoodchain,showedthelowestvaluesatest uarylocationcomparedwiththeotherthreesites.reflectingastronginfluencebyterrestriallyderivednutrientsandorganicmatter.Theme an8Cvalueofdissolvedorganicmatter(DOM)thatwemeasuredwasclosetotheestimatedterrestrial8C一26%c,suggestinganallochthonous—derivedorganicCpoo1.Particulate organicmatter(POM)wassupposedtobemainlydominatedbyalgaeundertheassumptionof aconstantfractionationfromDICtophytoplanktonof22%o.Cladocerahadalower8"Cthantheaverage8"CofPOM(0.2%0)and bacteria(2.5‰),supposingalipidaccumulationorselectivefeedingamore8HC.depletedalgalfraction(pico.andnano.plankt on,<50m)ofPOM.Thecontributionof autochthonousversusallochthonouscarbontothebacterialbiomasswasestimatedbyapplyi ngatwo—membermixingmodelusinga8"Cof一26%0astheallochthonousendmember.Thebacterialbiomassconsistedof61.2%allochthon ouscarbonatestuarypointwithlargeterrestrialemuents,whileinthelargeopenlakearea,bacteriawasmainlysupportedbyautochthonousO M(58.5%～92.9%).Theresultssubstantiate thefindingthattheanalysisofcarbonandnitrogenstableisotopescanhelptoelucidatesources andsinksoforganicmatterinTaihuLake, whicharecharacterizedbyagreatspatialvariabilityandcomplexity.Keywords:stableisotope;TaihuLake;microbialfoodweb(chain)湖泊微食物网主要是由异养或自养的超微型及微型浮游生物,包括细菌,微型藻类,原生动物,微型浮游动物等以营养关系为基础构成的复杂网状结构J.近年来,陆源碳对湖泊食物网结构的影响越来越受到重视..Samuelsson认为营养盐的浓度和循环在很大程度上影响了浮游生态系统中微食物网的结构.陆源有机物的输入和营养水平的提高将会提高微食物网,降低牧食食物网在物质循环中的贡献J.太湖是我国第3大淡水浅水湖泊,富营养化十分严重,从湖心经梅梁湾到河口,水体营养盐浓度逐渐升高,不同湖区营养状况具有显着差异,其中梅梁湾近年来经常发生蓝藻水华,大部分营养物质通过微食物环进行物质和能量的循环与传递.因此,研究外来物质对微生物食物环的贡献对进一步分析有机物在太湖水生生态系统中的迁移和转化途径及收稿日期:2006.09—12;修订日期:2006—10—27基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412305);国家自然科学基金项目(40471045);中国科学院百人计划项目作者简介:曾庆飞(1979一),女,博士研究生,主要研究方向为湖泊污染生态学,E—mail:zq—**************通讯联系人,E—mail:fxkong@.isl~8期曾庆飞等:利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献其生物地球化学循环具有重要的意义.微食物网传统的研究方法是把流式细胞技术和荧光显微镜计数技术相结合,计算微型浮游生物的丰度,确定从细菌到异养鞭毛虫到纤毛虫各营养级的碳含量,传递效率及各生物种群问的消长关系,但难以确定消费者的食性和所在的营养级.稳定同位素技术在揭示有机物质在食物网中的循环路径和探究消费者之间营养关系的研究中得到了广泛应用.利用生物天然碳氮稳定同位素可以有效地揭示其有机物来源,消费者的食物组成以及各生物在食物网中所处的营养级.太湖的微食物网研究已有一定基础,阐明了不同湖区细菌数量,细胞体积和生产力差异上的比较以及与鞭毛虫,纤毛虫丰度关系…,但对食物网中主要生物组成的物质来源还有待深入研究.本实验运用稳定同位素分析手段,测定了太湖不同营养水平湖区中微食物链(微食物网结构的简化)主要生物物种的稳定碳氮同位素组成特征,并对生物之间的营养关系进行了初步探讨.1材料与方法1.1样品采集样品于2006.04采集自太湖的河口,梅梁湾湾心,太湖湖心和贡湖湾4个采样点(图1).各点位湖水的理化参数由YSI6600多参数水质监测仪(Y ellow SpringInstruments,USA)测得(表1).所有水样来自表层20cm,经120m孔径的尼龙网预过滤取水5L.其中2.5L加入少许饱和HgC1:溶液,用10%稀盐酸调pH为2,立刻一20℃冰冻保存.浮游动物用标准64m浮游生物网采集.沉积物样品取表层1～2cm.所采水样用碱性BaC12共沉淀生成BaCO得到溶解性无机碳(DIC).各采样点每个样品采集3个平行样.表1太湖各采样点水体部分理化参数Table1SelectedwatercharacteristicsofthesamplingsitesinTaihuLake图l太湖各采样点地理位置Fig.1SamplingsitesinTaihuLake(450℃4h)的WhatmanGF/F玻璃纤维滤膜;所得滤液经60℃低温蒸发获得的固体残留物即溶解性有机物(DOM);沉积物(SOM)样品自然晾干后,取适量加5%浓度的稀盐酸,反应24h,然后用蒸馏水冲洗样品至中性;细菌样品用另外2.5L未经固定的湖水进行室内原水样培养获得,具体步骤参照文献[3].以上所有样品均在60℃烘48h至恒重,磨细备用.所有样品经FlashEA1112元素分析仪燃烧,所得的CO,和N,气体分别送人FinniganMAT公司的DeltaP】advantage型稳定同位素比值质谱计上测定,碳,氮同位素分别以VPDB国际标准和大气氮为参考标准,实验室的测定精度是0.1%..数据处理在SPSS11.0下进行,方差分析采样One—wayANOV A检验;稳定同位素比值与主要环境因子之间的相关程度采用Pearson相关分析.L2,曼竺析.一,,.2结果与分析浮游动物用蒸馏水清养2h以排空其消化道内………". 含物,人工活体挑选Daphniaspp.,冷冻保存;颗粒2.1微生物食物链各主要成分的稳定同位素比值性有机物(POM)样品由真空抽滤已加酸和少量饱和太湖梅梁湾DIC6"C的平均值为一8.6%o,和大HgC12溶液处理的水样获得,所用滤膜为经预灼烧气CO:的一8.0%c接近.其中河口的最低,为l672环境科学28卷一12.3%0,这可能与河口有大量陆源C输入有关.如果认为从DIC到浮游藻类的C同位素分馏值为22%.,那么计算得到各点浮游藻类的6"C值和测量得到的POM6"C基本一致,说明太湖在4月底水体中0.7～120/.tm粒径间的颗粒有机物主要为浮游性(r=0.89,P=0.11,n=4)也证明了这一结论.各采样点的POM6"C和6N的检测值存在显着差异.其中河口,湾心的6N值为一3.o%.和一5.2%0,显着低于湖心和贡湖的6N值(15.0‰,13.9‰),类似的现象在Hansson等的研究中也有报道,说明外藻类,即内源贡献.POM和叶绿素a存在较强的相关源N对太湖水体营养物质的影响十分显着表2太湖微生物食物网主要组成的碳氮稳定同位素和C:N值(n:3)Table2Meanstableisotopemiles(‰)andC:Noffood—webcomponentsfromTaihuLake(n:3)1)SOM代表沉积有机物;DOM代表溶解性有机物;POM代表颗粒性有机物;Bact 代表细菌;Daph代表浮游枝角类;DIC代表溶解性无机碳太湖各点细菌的6"C变化幅度为一27.3‰～一29.2‰,同McCallister等¨报道的纽约河的细菌值(一28.9‰)相近.太湖各点所测得的Daphnia6"C值较为贫化,平均低于POM0.2‰,低于细菌2.5‰.Daphnia各点的6"C值和细菌存在极显着差异(P=0.001),与POM间的差异不显着(P=0.998).Daphnia各点的6"C值和C:N存在极显着的负相关关系(r=一0.99,P<0.O1,/Z=4),这与Matthews等¨的研究发现一致.细菌6N值和Daphnia分别相差3.7‰,3.8‰,3.2‰和3.3%0,如果以3.4‰为相邻营养级的富集度,那么Daphnia比细菌高出1.03个营养级.沉积物的6"C和6"N值在河口最低,分别为6"C一27%0和艿N3.1‰,从梅梁湾(艿"C一25.6%0; 6N7.5%.)至U湖心(6"C一25.3%.;6"N7.8%.)逐渐升高.DOM8"C的变化幅度为一26.1%v～一26.8%c,各点间差异不显着,平均为一26.6‰±0.16%.;6N的变化幅度为4.9%.～6.1‰,平均为5.7‰±0.27%c.同公认的c植物的6"C值一26%o相比,可以认为湖泊的DOM基本为陆源贡献.2.2细菌碳同位素组成及来源特征在NaH"CO同位素添加试验中,Kritzberg发现细菌6"C值随POM6"C的变化而变化,认为细菌利用了部分藻类来源的碳_3j.但是,细菌也不是完全依赖藻类贡献的碳,因为细菌碳同位素值高于POM,因此有可能细菌同时利用了6"C较为富集的碳源.利用双组分?昆合模型(two—endmembermixingmode1) 来研究外源C对细菌的相对贡献.表示如下,相对贡献c%=×oo其中外源C用一26%.表示,内源C从DIC到浮游藻类的分馏值22%.为计算得到.从表3可以看到,在河口细菌主要利用外源C,为61.2%,随着从湾心到湖心的推进,内源藻类贡献的C逐渐增加,变化在58.5%～92.9%之间.表3各采样点外来碳对细菌生物量的相对贡献/%0Table3RelativeimportanceofallochthonousCtobacteriabiomass atsamplingsitesbasedonatwo-sourcemixingmodels/%03讨论最近,许多研究评价了内外源有机物对河口,河流和湖泊食物网的作用'"'.Cole等¨指出,在腐殖化湖泊,外源溶解性有机碳(DOC)超过了水体总有机碳的90%,并且是该系统新陈代谢的主要物质来源.在本研究中,太湖DOC的8"C值为一26.1%.～一26.8‰,这和报道的c植物的6"C值一26%.相近,因此,可以认为该c库主要为陆源贡献.用双组分混合模型评价了内外源物质对浮游细菌生长的贡献.其中,河口陆源有机碳对细菌的贡献占到了61.2%.McCallister等的研究也表明,在纽约河口8期曾庆飞等:利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献区外来有机物贡献了细菌同化产物的大部分(49%～83%).细菌原位水样培养表明,细菌生物量35%～70%的碳来自外源,从而也证实了先前的假设即仅仅自养来源的碳不能独立支持细菌的生产.但是,与藻类来源的DOC相比,陆源DOC由于分子量很大且大多属于芳香族J,N:P值较低,可食性差,通常很难被细菌利用.Cole等指出,在许多水流生态系统中,细菌的生产量和藻类的初级生产力相关,证明了藻类来源的碳对细菌生长的重要性.Kritzberg等也指出虽然内源溶解性有机碳非常少,但是相比陆源DOC,细菌仍然会优先利用内源DOC.细菌脂肪酸指示物和藻类来源的脂肪酸指示物间存在显着的正相关关系也说明了细菌对内源DOC的利用.所以,随着向敞水区推进,内源有机质的贡献逐渐增加,占到了58.5%～92.9%. DIC,细菌,沉积物和POM的6"c值在河口点明显低于其它采样点,说明大量外来物质输入对其产生了影响.但是,这些有机物的6N在河口区也较低,有悖于先前的一些研究.通常,城市生活废水含有较高6N值,变化幅度在10‰～25%0.污水中尿素通过水解和挥发转化成硝酸盐类,6N值会提高5‰～15‰_l引.因此,太湖梅梁湾N的来源和循环还需要进一步的研究.由于受外来无机碳的贡献不同,因此DIC同位素值在各点存在着差异,平均值为一7.4‰,和大气CO的一8‰相近,可以推断梅梁湾水域中的溶解性无机碳主要来自空气中的CO,.河口DIC的6c较负,这可能与水体的无氧呼吸或输入同位素值较轻的陆源碳有关.SOM的6"c 值变化范围在一24.6%o～一27.0‰问,比水体中的POM更加富集碳,表明沉积物组成复杂,存在比水体颗粒物更加富集碳的有机物.Daphnia是太湖春季水体最常见,研究最多的浮游动物,通常认为其食性没有选择性,可以滤食较小的颗粒物和细菌,所以Daphnia的6"C应该反映出细菌的6"C信号.同时,在LochNess,Grey等发现Daphnia的c和藻类来源的c同位素值相一致.同位素添加试验同样证实了Daphnia主要利用藻类来源的碳,其中59%来自活体藻类,31%来自非生命的自养来源的POM.在本试验中,各点POM和Daphnin间不存在显着性差异,说明浮游藻类可能是Daphnia的主要食物来源.另外,发现Daphnio的8C值低于细菌和POM的碳同位素值. 先前的一些研究亦有报道,即8C值在相邻营养级问可能有所降低¨.选择性觅食,脂类积累和生境差异等因素都可能导致浮游动物的6"C值偏低.关于脂类对枝角类的6"C值是否产生影响至今仍无定论.Daphnia和其C:N值存在负相关关系说明Daphnia体内的脂类积累j.同时,选择滤食6"C值更为贫化的微型藻类也可能导致Daphnia的6"C值偏低.4结论(1)在有大量外来物质输入的河口区,细菌,浮游枝角类,溶解性有机物(DOM)和颗粒性有机物(POM)的6"C和6N同位素值及溶解性无机碳(DIC)的6"c同位素值明显低于其它采样点,表明河口区受陆源营养物质的影响强烈.(2)河口区陆源碳对细菌生物量的贡献占到61.2%,随着向湖心的推进,内源藻类的贡献逐渐增加,达到58.5%～92.9%.(3)溶解性有机物(DOM)的6"C平均值和陆源c植物的6"c信号一26‰相近,表现出流域外源的排人对湖泊碳库的影响.与从DIC到浮游藻类的分馏值22%.计算得到的浮游藻类6"c值相比,初步认为颗粒性有机物(POM)主要为内源藻类贡献. (4)浮游枝角类摄食水体中颗粒物和细菌等微小有机物,但其6c的平均值低于POM(0.2‰)和细菌(2.5‰),这可能是由于枝角类脂类的积聚或选择性地摄食6C较为贫化的微型藻类(<50m)造成的.参考文献:[1]秦伯强,胡维平,陈伟民,等.太湖水环境演化过程与机理[M].北京:科学出版社,2004.225—228.[2]WetzelRG.Limnology:Lakeandriverecosystems[M].sdn Diego:AcademicPress,2001391.[3]KritzbergES,ColeJJ,PaceML,eta1.Autochthonousversusan0chth0n0uscarb0nsoLIrcesofbacteria:resultsfromwhole,lake.]C additionexperiments[J]1SxralolOceanogr,2004,49(2):588—596.[4]SamuelssonK.Mechanismstructuringthepelagicmicrobialfood webdmportanceofresourcesandpredation[D]Sweden:Urne~ University.20037～9[5]PaceML,ColeJJ,CarpenterSR,etalWholelakecarbon-13 additionsrevealterrestrialsupportofaquaticfoodwebs[J]Nature, 2004,427:240—243[6]李一平,严莹,韩广毅.太湖水质时空相关性分析[J].河海大学,2005,33(5):505—508.[7]ColeJJ,FindlayS,PaceML_Bacterialproductioninfreshand saltwaterecosystems:Across-systemoverview[J].MarEcolProg Ser,1988,43:l—lO.[8]MoranMA,HodsonRE.Suppo~ofbacteriaplanktonproductionby diss0lvedhumicsubstancesfr0mthreemarlneenvironments[J].Mar EcolProgSer,1994,110:24l一247.1674环境科学28卷[9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]Y ashiokaT.WadaE.HayashiH.Astableisotopestudyon seasonalfoodwebdylIamicsinaeutrophiclake[J].Ecology,1994, 75:835—846.HanonLA.TranvikLJ.Foodwebsinsub—Antarcticlakes:a stableisotopeapproach[JJ.PolarBio,2003,26:783—788. 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利用稳定同位素技术研究海洋生物的营养生态学

利用稳定同位素技术研究海洋生物的营养生态学1. 引言海洋生物的营养生态学研究是海洋生态学领域的重要研究方向之一。

稳定同位素技术作为一种重要的研究手段，已经在海洋生物的营养生态学研究中得到了广泛应用。

本文旨在探讨利用稳定同位素技术研究海洋生物的营养生态学，介绍其原理、方法和应用。

2. 稳定同位素技术原理稳定同位素技术是利用元素不同质量数的同位素在自然界中存在比例差异，通过测量和比较不同样本中同位素比例来揭示样本之间的相互关系。

在海洋生物营养生态学中，常用的稳定同位素包括碳、氮、氢和氧等元素。

3. 稳定同位素技术方法3.1 碳、氮稳定同位素分析碳、氮稳定同位素分析是最常见和最广泛应用于海洋营养生态学研究中的方法之一。

通过测量样本中碳和氮元素不同质量数（如13C/12C和15N/14N）的同位素比例，可以揭示海洋生物的营养来源和食物链结构。

3.2 氢、氧稳定同位素分析氢、氧稳定同位素分析主要用于研究海洋生物的水分来源和水文环境变化。

通过测量样本中氢和氧元素不同质量数（如2H/1H和18O/16O）的同位素比例，可以揭示海洋生物的水分来源、迁移路径以及水文环境变化对其营养生态学特征的影响。

4. 稳定同位素技术在海洋生物营养生态学研究中的应用4.1 食物链结构研究稳定同位素技术可以通过测量不同营养级别海洋生物体内碳、氮等元素的同位素比例，揭示食物链中不同级别之间能量流动和相对贡献。

通过分析食物链结构，可以了解不同海洋区域或不同时期食物网结构及其动态变化情况。

4.2 营养来源研究稳定同位素技术可以通过测量海洋生物体内碳、氮等元素的同位素比例，揭示其营养来源。

例如，通过分析鱼类体内的稳定同位素比例，可以判断其主要的营养来源是浮游植物还是底栖生物。

4.3 生态环境变化研究稳定同位素技术可以通过测量海洋生物体内氢、氧等元素的同位素比例，揭示海洋生物的水分来源、迁移路径以及水文环境变化对其营养生态学特征的影响。

例如，通过分析鱼类体内氢、氧同位素比例的变化，可以判断其迁徙路径和水文环境变化。

流沙湾海洋生物稳定碳氮同位素应用的初步研究的开题报告

流沙湾海洋生物稳定碳氮同位素应用的初步研究的开题报
告
标题：流沙湾海洋生物稳定碳氮同位素应用的初步研究
研究背景：
稳定碳氮同位素已成为海洋生物学研究中常用的重要工具，通过其分析可以揭示生物组成、营养来源和生态环境等方面的信息。

流沙湾是一个海洋生态系统丰富，物种多样的地区，为了深入了解该区域海洋生物的生态特征和营养来源，本研究选取流沙湾几种主要的海洋生物样品，分析其稳定碳氮同位素组成以及相关环境因素，对该地区海洋生物的生态特征进行初步研究。

研究内容：
1.收集流沙湾几种主要的海洋生物样品，包括鱼类、贝类、藻类等，并在实验室中进行样品的处理和分析，采用标准的稳定碳氮同位素分析方法，获得样品的稳定碳氮同位素组成数据。

2.通过对样品的稳定碳氮同位素组成数据进行分析，了解该地区海洋生物的生态特征和营养来源，包括食物链的结构和物种间的生态关系。

3.同时，通过分析水样中的碳氮稳定同位素以及相关环境因素，探讨流沙湾的水文、水质状况和营养盐浓度等环境因素与海洋生物稳定碳氮同位素组成之间的关系。

研究意义：
本研究通过稳定碳氮同位素的分析，探究了流沙湾海洋生物的生态特征和营养来源，可以为该地区的生态环境保护和资源管理提供一定的理论参考。

同时，该研究还可以为稳定同位素在海洋生物学领域的应用提供一定的借鉴和经验。

碳氮稳定同位素在构建海洋食物网及生态系统群落结构中的研究进展

碳氮稳定同位素在构建海洋食物网及生态系统群落结构中的研究进展碳和氮稳定同位素在构建海洋食物网以及研究生态系统群落结构的进展已经吸引了广泛的关注。

稳定同位素是一种特殊的同位素，可以帮助科学家们了解食物链中各级生物间的物质流动路径和能量传递关系。

下面将会对碳和氮稳定同位素在构建海洋食物网以及研究生态系统群落结构的研究进展进行详细介绍。

此外，氮同位素比值（δ15N）也常被用于研究海洋食物链中不同生物的营养级之间的关系。

氮同位素比值在食物链中逐级升高，因为氮同位素会随着食物的传递而富集。

通过测量海洋生物体内的氮同位素比值，可以推断生物的营养级。

例如，δ15N比值较高的生物通常是食物链的高级消费者，而δ15N比值较低的生物则是营养链的低级消费者。

其次，碳和氮稳定同位素在研究生态系统群落结构方面也取得了一系列的进展。

通过分析不同生物体内的稳定同位素比值，可以计算出生物之间的营养关系、生物多样性以及物种间的相互作用。

例如，通常来说，同一营养级的物种之间的稳定同位素比值差异较小，而不同营养级的物种之间的稳定同位素比值差异较大。

通过对整个生态系统中各种生物的稳定同位素比值的测定和分析，可以了解不同生物之间的关系，进而推断整个生态系统的群落结构和物种丰富度。

总结起来，碳和氮稳定同位素在构建海洋食物网及研究生态系统群落结构方面的研究进展，为我们提供了一种全新的方法和工具，帮助我们了解食物链中不同营养级的物种之间的关系，推断海洋生态系统中生物间的能量和物质流动，以及揭示生态系统中物种丰富度和群落结构的变化。

随着技术的不断进步，稳定同位素在海洋生态系统研究中的应用将会更加广泛和深入，为我们更好地理解海洋生物和生态系统的动态过程提供更为准确和全面的科学依据。

稳定同位素技术在碳循环中的应用

稳定同位素技术在碳循环中的应用摘要：稳定同位素技术近年来被大量应用于各个生态系统碳循环机理方面的研究。

如碳稳定同位素示踪技术通过更加深入地研究示踪分子的相对反应速率、同位素分馏机理等，为解决生态系统可能面临的各种问题提供了前提条件。

文章介绍了稳定同位素技术的特征，总结了近年来稳定同位素技术的方法及其在各生态系统碳循环研究中的一些应用实例，提出了当前研究存在的问题以及对未来的展望。

关键词：稳定同位素技术；碳循环；碳同位素近年来，由于全球人类持续燃烧的矿物燃料以及其他各类工业生产活动，二氧化碳的年平均排放量约4.8%，因此大气中CO2浓度急剧升高，打破了自然界中原有的平衡，导致全球各地气候变暖，成为威胁人类和自然资源可持续发展的全球性环境安全问题。

而碳循环与大气CO2浓度的变化有直接联系，影响全球气候的稳定，是生态系统对全球变化响应的综合性表现，因此成为全球变化相关研究的重要理论内容之一。

随着分析技术的不断进步，采用稳定同位素技术研究碳循环成为当前解析生态界碳的动态迁移与分配的一大热点，如通过同位素分馏等基本分析方法来检测的变化，有效区分了CO2的源与汇，或通过该技术指示各碳库中碳元素的迁移规律等。

一、稳定同位素及其技术的特征自原子核的质子和中子被发现后，一种新型应用技术——稳定同位素技术逐渐兴起，在生态学研究的诸多领域中，稳定同位素技术因其安全、灵敏和准确等特点而被广泛应用。

其中，碳稳定同位素不仅是一种天然的示踪元素，也是重要的生命元素和自然成分。

13C天然存在，无放射性，充分地弥补了放射性同位素的不足，具有无衰变、无污染、安全、不受环境条件限制等诸多优点，可以代替某些元素的放射性同位素难以检测的示踪实验，广泛应用于各生态系统的碳循环研究中。

因而碳稳定同位素技术可以很好地指示各碳循环中碳元素的迁移，为碳转化研究提供了有效证据。

二、稳定同位素技术在碳循环中的应用实例1、稳定同位素技术应用的主要方向在生物学和地球化学循环过程中，稳定同位素技术具有独特的稳定同位素化学效应。

稳定碳同位素技术在食品掺杂和溯源检测的应用

稳定碳同位素技术在食品掺杂和溯源检测的应用郭莲仙1，麦展华1，赵行1，刘欢2，唐焕文1（1.医学院公共卫生学院，广东东莞 523808）（2.湖北轻工职业技术学院，湖北武汉 430070)摘要：稳定碳同位素技术能有效地应用在各类食品的掺杂和溯源检测中。

由于光合作用对稳定碳同位素产生的分馏效应，可运用稳定碳同位素比值分析法（Stable Carbon Isotope Ratio Analysis, SCIRA ）检测不同光合途径的食品掺杂；同时，气候和地理因素也对稳定碳同位素分馏有一定影响，可单独或者联合其他因素作为溯源检测指标；各种分解反应也导致同一分子内稳定碳同位素产生了一定的分馏规律，运用特异性天然同位素分馏核磁共振（Specific Natural isotope Fractionation Of Nuclear Magnetic Resonance, SNIF-NMR ）可进行检测；此外，稳定碳同位素还可在同位素稀释质谱法（IDMS, Isotope Dilution Mass Spectrometry ）中作为标记去检测食品中的兽药残留。

本文综述了稳定碳同位素技术在各类食品掺杂和溯源检测中的研究进展，并对其应用前景进行展望，旨在推动稳定碳同位素技术在我国的应用步伐，并完善我国现有的食品检测技术。

关键词：稳定碳同位素；掺假检验；溯源；SCIRA ；IDMS ；SNIF-NMR文章篇号：1673-9078(2016)3-281-290 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.3.044Application of Stable Carbon Isotopes in Detection of Food Adulterationand TraceabilityGUO Lian-xian 1, MAI Zhan-hua 1, ZHAO Hang 1, LIU Huan 2, TANG Huan-wen 1(1.Guangdong Medical University, School of public health, Dongguan 523808, China)(2.Hubei Light Industry Technology Institute, Wuhan 430070, China)Abstract: Due to the fractionation of stable carbon isotopes in plant photosynthesis, stable carbon isotope ratio analysis (SCIRA) can be used to detect food adulteration during different photosynthetic pathways. Meanwhile, climatic or geographic factors also affect stable carbon isotope fractionation, and can therefore be explored as individual traceability indicators or in combination with other factors. Fractionation patterns of stable carbon isotopes within the same molecule can be produced via different decomposition reactions, which can be measured using specific natural isotope fractionation of nuclear magnetic resonance (SNIF-NMR). In addition, stable carbon isotopes can be used as a marker to determine the veterinary drug residues by isotope dilution mass spectrometry (IDMS). Thus, stable carbon isotope technique can be effectively used in the detection of food adulteration and food traceability. Here, current status of research regarding stable carbon isotopes in the detection of food adulteration and traceability was reviewed, highlighting potential applications of this technique to help improve the current food detection techniques in China.Key words: stable carbon isotopes; adulteration detection; traceability; stable carbon isotope ratio analysis; isotope dilution mass spectrometry; specific natural isotope fractionation of nuclear magnetic resonance食品是人类赖以生存的物质基础，其真实性和安全性影响着人类的健康。

基于同位素示踪技术的生态系统能量流动分析

基于同位素示踪技术的生态系统能量流动分析生态系统是一个复杂的生物体系，其中包含了许多不同的生物种群和生物过程。

为了理解生态系统，科学家们一直在研究其中的能量流动。

同位素示踪技术是一种被广泛应用于生态学研究中的工具，可以帮助我们揭示生态系统中能量流动的秘密。

1. 同位素示踪技术简介同位素示踪技术是一种通过检测同位素的比例来研究化学反应、代谢过程等的方法。

同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的原子。

例如，氢原子的质量数为1，但也存在质量数为2的氘原子。

在自然界中，许多元素都有多种同位素。

对于有机化合物而言，其中某些元素的同位素比例可以说明化合物的合成途径、代谢途径等信息。

在生态学研究中，同位素示踪技术可以帮助我们追踪生态系统中的能量流动。

例如，我们可以通过同位素标记技术将某些化合物中的同位素标记为特定比例的同位素，然后在生态系统中追踪这些标记的化合物，在不同生物体内或不同环境条件下的比例变化可以告诉我们有关生物过程的信息。

2. 生态系统能量流动的探究生态系统中的能量流动可以分为两种类型：净初级生产力和消费。

净初级生产力是指生态系统中所有生物所进行的光合作用所固定的能量，而消费则是指生物之间的捕食关系和微生物分解等过程中的能量传递。

了解生态系统中能量流动的模式和速率可以帮助我们理解生态系统的结构与功能，以及对生态系统的保护和管理。

3. 应用同位素示踪技术研究能量流动同位素示踪技术可以应用于净初级生产力和消费两个方面的能量流动研究。

3.1 净初级生产力在净初级生产力方面，同位素示踪技术可以帮助我们研究生态系统中不同生物层次的能量吸收和利用情况。

例如，通过标记植物中的碳同位素，可以追踪碳固定过程中不同生物的参与程度，甚至可以区分出不同植物的光合作用活动。

这样的研究可以帮助我们了解生态系统中何种生物对能量的贡献更大，以及不同生物之间的竞争关系。

3.2 消费同位素示踪技术还可以帮助我们研究生态系统中消费的动态。

碳稳定性同位素分析食物网中能量流动

碳稳定性同位素分析食物网中能量流动摘要:随着科学技术发展,稳定性同位素已经广泛应用在生态学研究的诸多领域。

在研究食物网中能量流动关系时,稳定性同位素能提供更迅速、客观的分析。

此次实验利用碳稳定性同位素技术对受到人类破坏或其他因素影响的选定区域分析其食物网中的能量流动,旨在研究该区域生物之间的能量流动关系,从而对该区域采取合理的保护措施。

关键词:碳稳定性同位素;食物网;能量流动;δ13C值Carbon Stable Isotopeanalyzes Studies Energy Flux in Food WebABSTRACT: Stable isotopehas been widely used in various fields in ecology studieswith the development of science and technology.Stable isotope can provide rapider and more objective analysis when researching energy flux relationship in the food web. In the process of this experiment, we analyze the energy flux relationship in the food web of the chosen areas that are destroyed by human beings or affected by other factors by means of carbon stable isotope technology, with the aim of researching the energy flux relationship among population in this area, consequently we can adopt reasonable protective measures in this areas.KEY WORDS: Carbon stable isotope;food web;energy flux;δ13C一.研究背景随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的扩展和增加,地球上的生物多样性逐渐降低。

国产碳同位素标样的稳定性实验分析

国产碳同位素标样的稳定性实验分析孙春叶;毛治超【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，对其标准样品的要求也越来越严格。

本文对两种国产标样碳黑GBW04407、GBW04408与美国国家标准局标样NBS-18的碳同位素丰度的δ13C值进行了实验分析，通过这三种稳定碳同位标样的δ13C值对比研究来探讨两种国产碳黑标样的稳定性。

研究结果表明：GBW04408的稳定性要比NBS-18的稳定性好一些，而GBW04407的稳定性比NBS-18的稳定性要差一些；同时，不同的进样量对标样碳同位素丰度的δ13C值的稳定性有一定影响。

【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)019【总页数】1页(P46-46)【关键词】稳定碳同位素;国产碳同位素标样;稳定性【作者】孙春叶;毛治超【作者单位】长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北武汉 430100;长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北武汉 430100【正文语种】中文稳定碳同位素分析技术在诸如油气地球化学、沉积环境分析、农业生态、食品检测等众多领域得到越来越多的应用。

为保证分析数据的准确性，稳定同位素标准样品的选择和使用起着非常重要的作用。

这些标准样品的应用不仅能够检验所用仪器及分析数据的误差，还能检验分析者的技术水平，在质量保证和质量控制中应用标准样品可衡量分析数据的可靠性，以保证实验数据的分析质量。

目前，国内同位素实验在分析稳定碳同位素δ13C值时，通常采用国产炭黑GBW 04407和GBW 04408作为稳定碳同位素的标准样品。

这二种国产标准样品的稳定性与国际同类标样的是否存在差异是本次实验分析的主要目的。

本次实验的国际标样为美国国家标准局稳定碳同位素标准样NBS-18。

1.1 仪器、试样及实验条件仪器：EuroVectorEA-3028-HT/GVInstum ents Isoprim e联用仪；试样：国产炭黑标样GBW 04407、GBW 04408）和美国国家标准局标样NBS-18；实验条件：1）实验室温度：23℃～25℃湿度＜70%；2）载气He2、参考气CO2；3）载气、参考气纯度：He2≥99.999%，CO2≥99.999%；4）氧化炉温度：1130℃。

生态系统中的能量流动及稳定性研究

生态系统中的能量流动及稳定性研究随着人类社会的不断发展和进步，我们对生态系统的研究和保护变得越来越重要。

生态系统是指由生物和其非生物环境所组成的一个系统，其中能量的流动和稳定性是生态系统中最基本也是最重要的研究内容之一。

能量是生态系统中的核心因素，它对生物体的生存和繁衍起着至关重要的作用。

生态系统的能量流动是指能量在生物体之间的传递和转化过程。

生态系统中的能量流动主要是通过食物链和食物网实现的。

能量最初来自太阳，通过光合作用被植物转化为化学能，再经过食物链的层层传递，最终被消费者利用。

通过这种方式，能量在生态系统中传递，保持着生物体之间的平衡。

在生态系统中，能量的稳定性对于维持生态平衡和物种多样性起着重要作用。

能量稳定性是指生态系统中能量流动的稳定性和均衡性。

当能量流动受到干扰或中断时，生态系统的稳定性就会受到影响。

例如，某一物种数量的剧烈增加或减少都会对生态系统的能量平衡产生负面影响，引起一系列连锁反应。

因此，保持能量流动的稳定性对于维护生态系统的健康和生物多样性至关重要。

能量的流动和稳定性研究对于生态系统的保护和可持续发展具有重要意义。

首先，通过了解能量在生态系统中的流动路径和转化过程，我们可以更好地理解物种之间的相互依赖关系。

例如，捕食关系是生态系统中能量流动的重要环节，通过研究食物链和食物网的构建，我们可以预测和防止生态系统中的生物入侵和物种灭绝事件。

其次，研究能量流动和稳定性有助于我们了解生态系统的脆弱性。

生态系统中的能量流动和稳定性可能受到气候变化、人为干扰和环境污染等因素的影响，通过监测和研究能量流动的变动，我们可以提前预警和应对生态系统的威胁。

在研究生态系统的能量流动和稳定性时，我们需要运用多种科学方法和技术。

一种常用的方法是建立数学模型来模拟生态系统中能量的流动和稳定性。

这种模型可以通过收集和分析生态系统的数据来优化和验证，从而帮助我们更好地理解能量在生态系统中的分配和利用情况。

生态系统的稳定与能量流动

生态系统的稳定与能量流动生态系统是由各种生物和非生物组成的复杂系统，其中包括了相互作用的生物、地理和化学因素。

生态系统的稳定与能量流动是维持生态平衡的重要因素。

本文将探讨生态系统的稳定性及能量在生态系统中的流动。

一、生态系统的稳定性生态系统的稳定性指的是生物多样性的维持、物种间相对稳定的关系以及环境条件的稳定。

生态系统中的各种物种相互依存，构成复杂的食物链和食物网。

生物多样性表明了一个生态系统中物种的数量和多样性程度。

物种丰富度和物种稳定性是衡量生态系统健康程度的重要指标。

生态系统的稳定性受到多种因素的影响，其中包括物种多样性、环境变化和生物间的相互作用等。

物种多样性可以增强生态系统的抗干扰能力，减少环境变化对生态系统的负面影响。

物种之间的相互作用也对生态系统的稳定性起到重要作用，如控制物种数量、维持食物链等。

二、能量在生态系统中的流动能量在生态系统中通过食物链和食物网来传递。

光能是最基本的驱动生态系统能量流动的因素，通过光合作用将太阳能转化为植物可用的化学能。

植物通过光合作用将阳光、水和二氧化碳转化为有机物质，并作为第一级消费者提供能量。

在食物链中，能量从一个阶层传递到另一个阶层。

能量流动的方向是从植物到草食动物、食肉动物，依次沿着食物链传递。

每个层级消耗的能量只有前一个层级的一小部分，这是因为能量转化过程中总会有一定的损失，主要是由于新陈代谢和热量损失。

能量流动还可以通过食物网来实现。

食物网是由多个相互连接的食物链组成的复杂网络。

在食物网中，一个物种可以在多个食物链中扮演不同的角色，使能量在不同路径上传递。

这种复杂的食物网结构有助于维持生态系统的稳定性。

三、生态系统中影响能量流动的因素生态系统中有许多因素会影响能量的流动，包括温度、空间和食物供应等。

温度是影响生物代谢速率的重要因素，它会直接影响能量流动的速度和效率。

温度升高会促进生物代谢，加速能量的转化和消耗。

空间也是影响能量流动的重要因素。

生态系统的稳定性与能量流动

生态系统的稳定性与能量流动生态系统是地球上各种生物和环境要素相互作用的综合体，它们之间存在着复杂的关系和相互依赖。

在生态系统中，稳定性是指系统在面对外界干扰时，能够维持其基本结构和功能的能力。

而能量流动则是维持生态系统稳定性的重要因素之一。

本文将深入探讨生态系统稳定性与能量流动之间的关系。

一、能量流动维持生态系统的稳定性能量在生态系统中以一种单向流动的方式进行传递，从太阳光转化为植物的化学能，再通过食物链逐级传递给消费者，直至最后以热能的形式散失到环境中。

这一能量流动过程维持了整个生态系统的运转，使各个组成部分之间保持了一种平衡状态。

稳定的能量流动有助于维持物种多样性。

生态系统中的各个物种处于不同的营养级别，通过食物链相互联系。

当一种物种数量增加或减少时，会产生连锁反应，对整个生态系统造成影响。

而能量的单向流动限制了高级捕食者的数量，保持了各个营养级别之间的相对平衡，从而促进了物种多样性的维持。

此外，能量流动还维持了生态系统的物质循环。

植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，并以化学能的形式储存能量。

而动物通过摄食植物摄入其中的化学能，进行代谢活动，释放二氧化碳和废物。

这种能量流动促使了生态系统中物质的循环，使得环境中的营养物质得以合理利用，维持了生态系统的可持续发展。

二、生态系统中的稳定性机制生态系统的稳定性不仅仅依赖于能量流动，还与一系列复杂的相互作用相关。

1. 多样性与稳定性生态系统中的物种多样性是维持系统稳定性的关键。

不同物种之间存在着相互依赖和相互制约的关系，这种多样性使得生态系统能够更好地应对外界干扰。

一个物种的消失可能会导致其他物种的大量繁殖，从而打破原有的平衡，影响整个生态系统的稳定性。

2. 恶劣环境下的适应性生态系统中的物种拥有不同的适应性，使得它们能够在不同的环境条件下生存。

当环境条件发生变化时，适应性强的物种更有可能生存下来，从而稳定整个生态系统。

例如，某些植物能够抵御干旱条件，而某些动物具备耐旱的特性，它们能够在干旱的环境中寻找到适合生存的资源和栖息地。

植物和土壤中的碳稳定同位素研究

加强特殊生态系统（喀斯特地貌、水陆交界带）13C的观测方法与技术
• 主要关注湖泊、湿地植物水分利用效率，用HO同位素研究植物水利用的策略。湖泊湿地水位变化对植物生理生态的改变。水分胁迫对植物的影响。荒漠区是水分限制，用HO同位素做。而湿地要换一种角度，水分不是胁迫因子，
要从不同方面解决问题。当水分不是限制因子时，要从不同功能群和水分来源大尺度上了解植被如何利用水分。要结合CHO同位素，区分水分来源。
• 入侵植物。利用同位素研究入侵植物在群落层次的动态变化。要弄清入侵之前土壤的本底值，再对比入侵后土壤的改变，NPK可以量化。
方法上的问题讨论
• 大尺度植物-土壤联网本底调查 • 草本植物如何取样 • 加强特殊生态系统（喀斯特地貌、水陆交界带）13C的观测方法与
技术 • 观测方法上时间和空间上的拓展 • 标记方法及其应用 • QC&QA
食物链中昆虫的碳源的确定
• 建议：希望能看到更多稳定同位素在食物链等动物生态学研究方面的应用。
• 植物和昆虫的互作产物、成因及营养源库，希望能找到同化物或产物进行标记，对代谢位点、量进行研究。希望能对植物生理方面做同位素标记方面做一些了解。
气溶胶中植物碳来源、与降水关系
• 对大气气溶胶对12年北京极端降水13C负效应的现象有疑问。花粉中的同位素有什么特别之处？
瓶颈与展望
• 研究集中在水分利用效率、水源来源问题、土壤碳循环……
突破？
来源问题：同位素模型双源（多种同位素示踪）
分子生物学技术结合
精确溯源
谢谢大家！
• 植硅体发现包裹内外同位素有些差异，是因为存在沉积的过程。
• 硅如何存在植物里面？二氧化硅会把植物里的有机碳包裹起来，进入土壤。植硅体比较稳定，凋落物可以更好的保存下来。

应用碳_氮稳定同位素研究鄱阳湖枯水末期水生食物网结构

湖口长江和鄱阳湖交汇处由于长江水的注入使其pom15n均值1121在个采样点不同一方面由于湖泊通江水体交换和流动性大导致各采样点其食物体内值15n不同另一方面由于鱼类取食活动范围大导致2鱼类底栖动物水生植物13ishzoobenthosmacrophyteswucheng星子xingzi都昌duchang湖口hukou植物plant竹叶眼子菜potamogetonmalaianus底栖动物zoobenthos中华圆田螺cipangopaludinacathayensis节肢动物arthropod日本沼虾macrobrachiumnipponense秀丽白虾exopalaemonmodestus鱼类fishcoiliabrachygnathus草鱼ctenopharyngodonidellushemiculterleucisculussarcocheilichthysnigripinnissaurogobiodabryicyprinuscarpiocarassiusauratus花斑副沙鳅parabotiafasciatalilurusasotuspelteobagrusvachelli光泽黄颡鱼pelteobagrusnitidusinipercachuatsi4营养位置营养级关系是群落内各生物成员之间最重要的联系是群落赖以生存的基础也是了解生态系统能量流动的核心
鄱阳湖 (N28°22′～29°45′, E115°47′～116°45′)是我国第一大淡水湖 ,是大型过水性、季节性湖泊 ,地处江西省的北部 ,是长江流域最大的通江湖泊和国际重要湿地 ,分为南北鄱阳湖两部分 ,北鄱阳湖为入江水道 ,南鄱阳湖为主湖体 ,接纳赣江、抚河、修水、饶河、信江五河来水 ,调蓄后经湖口注入长江 [ 19, 20 ] 。湖区复杂的水陆交替环境为多种生物提供了栖息地 ,为长江洄游鱼类和本地种提供了产卵和育幼的场所 ,也是候鸟的重要越冬地 ,现有各级自然保护区 15处 ,其中国家级 2个 ,省级 3个。湖区农业、渔业捕捞、工业等人类生产活动干扰较为强烈。枯水期一般是 10月至翌年 3月份 ,洪枯水位湖体的面积相差 10多倍。鄱阳湖已记载的鱼类有 140种 ,隶属于 21科 ,主要是鲤科 ,有 75种。湿生植被优势种主要是薹草 (Ca rex spp. ) ,沉水植物主要是马来眼子菜 ( Potam ogeton m a la ianus) 、苦草 (V a llisneria spira lis)和黑藻 (Hyd rilla verticilla ta) [ 19, 20 ] 。

应用稳定同位素研究广西东方洞食物网结构和营养级关系

应用稳定同位素研究广西东方洞食物网结构和营养级关系黎道洪;苏晓梅【摘要】稳定性同位素技术已经成为研究生态系统食物网结构和营养级关系及其动态变化的重要手段.应用稳定同位素技术(δ13C和δ15N)研究了东风洞的食物网结构和营养级关系.研究结果表明,东风洞主要为腐食食物链,由于在洞穴内黑暗带中无光照也无植物生长,所以碳源主要为东风洞中的土壤有机质,作为第一营养级；主要摄食关系为马陆与土壤有机物质,螺类与土壤有机物质等；在该洞生态系统中,将3种马陆直接作为初级消费者,以隅蛛和其它马陆平均值之间的差值(2.04‰)作为东风洞食物网稳定氮同位素的富集因子.根据营养级模型可知,马陆类群、细长钻螺等土壤动物,裸灶螽和涂闪夜蛾形成第二营养级,即初级消费者；第三营养级包括蜘蛛类、盲蛛、地蜈蚣以及黑眶蟾蜍,为次级消费者.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)011【总页数】8页(P3497-3504)【关键词】δ13C;δ15N;食物网;东风洞;广西省【作者】黎道洪;苏晓梅【作者单位】贵州师范大学生命科学学院,贵阳550001;贵州师范大学生命科学学院,贵阳550001【正文语种】中文关于洞穴生物的研究，国内外均有不少报道，在国外对洞穴生物特别是洞穴动物的研究较广泛且较深入，如对洞穴动物的分类[1]、区系[2]、生态[3- 4]、物种和群落多样性[5- 6]、遗传变异[7- 8]、繁殖[9]、起源和演化[10]等。

在国内对洞穴动物的研究不论从深度和广度来看和国外相比都有较大的差距，可以说，还处于起步阶段。

目前，研究的内容主要集中在形态分类[11]，个别类群的生态[12]，一些类群的区系分析[13]，群落结构研究[14]，洞穴动物与部分环境因子的关系研究[15]等。

对洞穴动物的生态地理特征、生态变异研究、生理学研究、起源和演化研究等几乎是一片空白。

传统研究动物食性的方法主要是对消化道内的食物成分进行分析，但胃(肠)含物分析主要反映生物被捕捉前短期内的摄食情况，动物摄食和吸收过程中对食物的咀嚼作用和消化作用会影响研究人员对食物的鉴定。

稳定碳_氮同位素在生态系统研究中的应用

动物 A n im a l
碎屑 D etritu s
硅藻 D ia tom
11 (1. 4) 11 (1. 8) 5 (2. 1) 11 (1. 9)
82 (1. 7) 79 (2. 3) 88 (2. 6) 84 (2. 7)
2 (0. 4) 2 (0. 4) 1 (0. 8) 1 (0. 4)
42 (5. 0) 40 (5. 2) 23 (8. 5) 42 (5. 9)
N 2。目前常用的有两种方法: (1) 真空热解法。将所测样品装入石英管中, 加入适量的 CuO、Cu 以及 A g 或 P t
作催化剂, 抽真空密封后在 800℃下反应 2h。最后, 采用冷冻分离和冷冻吸附法提纯并分离出供质谱分析用的
CO 2 和N 2。(2) 湿式氧化法。对碳同位素测定因其回收率不如燃烧法, 目前已基本不采用此法了。对氮同位素
可采用凯氏消化法:
先将样品消化转化为
N
H
+ 4
,
再将消化液加浓 N aO H
或
KO H
蒸馏到硼酸中,
然后用标准
酸液滴定确定 N
量,
再浓缩,
抽真空移走大气中
N
2,
最后用次溴酸钠或次溴酸锂将
N
H
+ 4
氧化成N 2 [3 ]。M ina2
gaw a 等[4]曾对以上两种氮同位素处理方法作过比较研究, 结果发现, 用两种方法准备的样品15N 丰度值之间
稳定碳、氮同位素作为一种有效的手段在生物地球化学的研究中有着广泛的应用。1947 年 U rey[1]发表了关于同位素物质的热力学性质的文章, 奠定了现代同位素地球化学的基础。与此同时, N ier[2]设计了一台能够测量同位素丰度微小差异的质谱仪。M cK inney 等[3]对N ier 型质谱仪的改进和对操作的巧妙安排最终使稳定同位素方法成为一种行之有效的分析方法。稳定同位素生物地球化学领域的早期工作实际上还属于探索性的调查, 因为那时人们对各种各样的生物物质和地球物质的同位素组成知之甚少。稳定同位素研究的一个重要的突破发生在 1960 年前后, Pa rk 与 Ep stein [425]和A belson 与 Hoering[6]几乎在同时发现光合作用还原二氧化碳可以在不同程度上示踪新陈代谢的产物, 两组作者都认识到了这一观测对碳的生物合成途径和地质循环的重要性。稳定同位素方法在经历了示踪分子的相对反应速度 [6]、同位素分馏的机理[728]等基本原理的研究后转向研究生物地球化学领域的具体问题 [ 9214 ]。

健康生态圈-食物网构建试验方案

1、研究内容1.1底栖、鱼类、植被、土壤专项调查1.2食物网构建2、研究背景食物网是生态系统中多种生物及其营养关系的网络，它描述了生物群落内不同生物体之间复杂的营养相互作用，并揭示整个生态系统水平上的物质和能量流动过程。

传统方法食性分析法（胃肠中的食物组成），不能提供动物长期的摄食信息以及食性转化情况，且不能区分所摄食物消化吸收的难易程度，往往结果偏向于较难消化的食物，存在较大的不确定性。

稳定同位素技术是研究生态系统食物网中物质循环与能量流动的有效技术之一。

在摄食生态学研究方面，生物组织中的碳、氮稳定同位素(13C、15N)可提供较长期的摄食信息及食物网中的物质和能量的传递信息。

碳稳定同位素比值（δ13C）常用来分析消费者食物来源，而氮稳定同位素比值（δ15N）常用来用于分析食性转化以及确定研究对象的营养级。

3、研究区域及样点选取黄河三角洲自然湿地、生态修复示范区。

选定3个典型岛屿作为采样研究地点。

4、调查时间1)第一次本底调查：2018年11月2)第一次本底调查：2019年1月13日-15日3)改后第一次调查：2019年4月（春）4)改后第二次调查：2019年7月（夏）5)改后第三次调查：2019年10月（秋）6)改后第四次调查：2019年1月（冬）5、调查步骤5.1土壤、底泥等调查5.1.1土壤土壤采集：取样深度分别为0-10cm，10-20cm，20-30cm，30-40cm，每个点每一层取两个位置（间距1米左右）的土壤混合成一个样品，采样过程中登记好样品号、取样深度、取样时间、取样地点（经纬度）。

土壤前处理及测定指标：5.1.2底泥和颗粒物等底泥与颗粒物的采集：底泥中的有机物质（SOM）用手采集,用铝箔纸包裹,放入聚乙烯封口袋内。

颗粒有机物（POM）样品是将水样用13号浮游生物网（112μm）过滤后,真空抽滤到预烧的玻璃纤维滤膜上获得,滤膜用铝箔纸包裹,放入聚乙烯封口袋内。

底泥和颗粒物前处理：底泥中的有机物质（SOM）在实验室使用1mol/L盐酸酸化去除碳酸盐，以免影响δ13C值的测定,后用去离子水冲洗烘干,用研钵充分磨碎,放入干燥器中保存。