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基于^(13)C同位素标记法探究连作对丹参生长及光合碳分配的影响 被引量：1
1
作者 孟缘 付心雨 +5 位作者 鞠吉东 周冰谦 卢恒 王晓 郭兰萍 刘伟 《山东农业科学》 北大核心 2024年第2期95-103,共9页
以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位... 以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位素比率、^(13)C原子百分比以及单位干重样品的^(13)C总量,以明确连作对丹参生长与光合作用的影响机理。结果表明,连作条件下,丹参各部分生物量与叶绿素含量明显下降,抗氧化酶活性升高;有效成分中的丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_(A)、二氢丹参酮Ⅰ以及迷迭香酸含量均降低;连作显著影响^(13)C-光合碳分配比例,非连作丹参地上部、根部以及根际土壤中^(13)C-光合碳比率分别为27.14%、72.80%和0.06%,连作丹参为59.38%、40.59%和0.03%。综上,连作后,丹参生长发育与次生代谢受到明显影响;光合产物向地下部的转移能力降低,导致连作丹参根部生长发育受到明显抑制;丹参光合作用的强弱是反映丹参生长状况的重要指标。 展开更多
关键词 ^^(13)c脉冲标记法 光合碳 丹参 生长代谢 连作障碍
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^(13)C稳定同位素在陆地生态系统植物-微生物-土壤碳循环中的应用 被引量：1
2
作者 白雪娟 翟国庆 刘敬泽 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期175-190,共16页
绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO_(2),是陆地生态系统的主要碳(C)源,量化光合C在植物-土壤系统间的分配,对于明确C的周转与存留、预测气候变化背景下植被和土壤C库潜力具有重要意义。^(13)C稳定同位素技术具有准确性和易操作性,在C... 绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO_(2),是陆地生态系统的主要碳(C)源,量化光合C在植物-土壤系统间的分配,对于明确C的周转与存留、预测气候变化背景下植被和土壤C库潜力具有重要意义。^(13)C稳定同位素技术具有准确性和易操作性,在C循环研究中被广泛应用,为探究植物-土壤系统C分配、土壤微生物群落结构、C利用效率和土壤C矿化为CO_(2)通量变化等特性提供重要技术支撑。本研究首先介绍^(13)C稳定同位素的发展和标记方法,主要有^(13)C脉冲(单次与多次)标记、^(13)C连续标记、借助C_(4)土壤种植C_(3)植物确定^(13)C丰度以及不改变植被条件鉴定自然^(13)C丰度等。其次总结该技术在植物-微生物-土壤系统C循环中的应用:主要包括^(13)C同位素标记在植物-土壤系统C分配,^(13)C自然丰度技术在树木生长轮和植物群落水平C循环、土壤有机C形成与分解过程中的应用;在土壤微生物方面,概述^(13)C稳定同位素在磷脂脂肪酸、氨基糖、芯片-稳定同位素探针、纳米二次离子质谱同位素成像、荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术等微生物标志物上的应用。接着总结^(13)C稳定同位素方法的缺点,即^(13)C样品检测价格昂贵、由于^(13)C分馏作用影响^(13)C丰度检测不准确及^(13)C标记与微生物标志物技术结合对^(13)C标记丰度要求较高等。最后,对未来^(13)C同位素示踪技术研究提出展望:在理论上,需探究^(13)C标记底物在植物-土壤-微生物系统C分配、转化和固持的作用机制和影响机制,构建统计与验证模型;在应用上,应注重交叉学科的运用,将地理信息系统、遥感等地学技术与^(13)C稳定同位素相结合,从更广泛、更全面的角度推进陆地生态系统C循环研究。 展开更多
关键词 ^^(13)c稳定同位素标记技术 陆地生态系统 碳循环 土壤有机碳 微生物标志物
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不同水体在大气环境中对碳酸盐岩溶蚀过程及溶解无机碳δ^(13)C演变规律
3
作者 赵光帅 朱义年 +4 位作者 谢银财 沈利娜 吴华英 李腾芳 黄奇波 《中国岩溶》 北大核心 2025年第1期124-135,146,共13页
碳酸盐岩溶解是一种发生在地球浅表层环境下的特殊地质过程,因其地球化学过程具有低温性、开放性、敏感性和生物参与性等特点,导致岩溶水体溶解无机碳(DIC)浓度及其稳定碳同位素(δ^(13)C_(DIC))值的多变性。本研究开展大气开放环境中... 碳酸盐岩溶解是一种发生在地球浅表层环境下的特殊地质过程,因其地球化学过程具有低温性、开放性、敏感性和生物参与性等特点,导致岩溶水体溶解无机碳(DIC)浓度及其稳定碳同位素(δ^(13)C_(DIC))值的多变性。本研究开展大气开放环境中不同水体浸泡碳酸盐岩试片实验,探究大气降水、降水流经岩溶土壤及进入碳酸盐岩含水层再出露地表后对碳酸盐岩溶蚀的影响及δ^(13)C_(DIC)的演变规律。结果表明降水及降水在土壤中渗流再出露地表后,即使无水生光合植物和土壤CO_(2)的持续输入,其对碳酸盐岩仍具有较强的溶蚀作用,而相同条件下岩溶管道/裂隙水出露地表后对碳酸盐岩溶蚀作用微弱或不溶蚀。在无水生光合植物和土壤CO_(2)持续输入的大气开放系统水体中,当SO_(4)^(2-)>29mg·L^(-1)或NO_(3)^(-)>50 mg·L^(-1)时,NO_(3)^(-)产生的盐效应和与阳离子形成的离子对作用可显著提高方解石溶解度,促进方解石溶解。土壤渗流水和岩溶管道/裂隙水出露地表后水中CO_(2)在数小时内即可完成脱气作用,并使水体δ^(13)C_(DIC)值显著增重,增幅可达+10.98‰。 展开更多
关键词 丫吉试验场 碳酸盐岩溶解 大气开放环境 ^溶解无机碳δ^(13)c同位素 cO_(2)脱气
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坡面片蚀泥沙有机碳组分及^(13)C同位素不均匀富集对水动力学参数的响应
4
作者 屈久祁 刘琳 王善琦 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第1期399-409,431,共12页
[目的]探究片蚀泥沙轻组有机碳(LF_(OC))和重组有机碳(HF_(OC))不均匀富集的水动力学和碳同位素特征,为正确理解水蚀作用下土壤有机碳库变化提供理论与技术支撑。[方法]以陕西省咸阳市杨凌区土为研究对象,采用改进“三区”移动式变坡钢... [目的]探究片蚀泥沙轻组有机碳(LF_(OC))和重组有机碳(HF_(OC))不均匀富集的水动力学和碳同位素特征,为正确理解水蚀作用下土壤有机碳库变化提供理论与技术支撑。[方法]以陕西省咸阳市杨凌区土为研究对象,采用改进“三区”移动式变坡钢制土槽,结合人工模拟降雨技术,测定径流水动力学参数和泥沙各粒径团聚体有机碳组成及其δ^(13)C值,并辅以棕壤侵蚀泥沙有机碳δ^(13)C值和水力参数,验证土试验结果的准确性。[结果]①雨强和坡度较小时,侵蚀泥沙LF_(OC)和HF_(OC)易发生富集,且相较黏粉粒和微团聚体,大团聚体LF_(OC)与HF_(OC)含量受雨强和坡度的影响更大;②侵蚀泥沙黏粉粒中有机碳δ^(13)C值与其有机碳活跃分数(λ)呈负相关,而其他粒径团聚体有机碳δ^(13)C值与其λ呈显著正相关(p<0.05);③流速与黏粉粒λ显著正相关(p<0.05),雷诺数与各粒径团聚体有机碳δ^(13)C值均呈显著负相关(p<0.01),片蚀过程中流速越大,黏粉粒中LF_(OC)越易于优先输移,而紊流加剧则促进低δ^(13)C值团聚体有机碳的优先输移;④对于侵蚀泥沙黏粉粒,流速和雷诺数越大,其有机碳δ^(13)C值越小,λ越大;对于微团聚体和大团聚体,雷诺数越小,其有机碳δ^(13)C值与λ越大。[结论]片蚀过程中轻重组有机碳流失与流速和雷诺数密切相关。并进一步验证了^(13)C同位素对侵蚀泥沙有机碳示踪的有效性。 展开更多
关键词 片蚀 轻组有机碳 重组有机碳 水动力学特征 ^δ^(13)c 分馏效应
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稳定^(13)C同位素示踪技术在农田土壤碳循环和团聚体固碳研究中的应用进展 被引量：29
5
作者 金鑫鑫 汪景宽 +6 位作者 孙良杰 王帅 裴久渤 安婷婷 丁凡 高晓丹 徐英德 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期217-224,共8页
农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解直接影响陆地生态系统碳贮藏与全球碳平衡。土壤团聚体是土壤结构的物质基础和土壤肥力的重要载体,也是土壤有机碳的固定场所。稳定^(13)C同位素示踪技术是研究土壤碳动态变化... 农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解直接影响陆地生态系统碳贮藏与全球碳平衡。土壤团聚体是土壤结构的物质基础和土壤肥力的重要载体,也是土壤有机碳的固定场所。稳定^(13)C同位素示踪技术是研究土壤碳动态变化的有效手段,能够揭示新输入碳在土壤及团聚体中赋存状态、周转过程以及微生物的调节机制。本文主要归纳与阐述了稳定^(13)C同位素示踪技术在农田土壤有机碳循环及土壤团聚体固碳机理方面的研究进展,提出^(13)C同位素示踪技术在未来土壤碳循环和固碳机制方面的主要研究方向。 展开更多
关键词 13c稳定同位素 有机碳 土壤团聚体 农田土壤
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杨树稳定碳同位素分辨率与水分利用效率和生长的关系 被引量：19
6
作者 尹伟伦 万雪琴 夏新莉 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期15-22,共8页
测定7个1.5年生杨树无性系的功能叶、当年生枝和树干的Δ13C,并转换成WUE,同时用气体交换法测定这些无性系的瞬时WUE。结果表明:杨树叶、枝、干的Δ13C依次显著降低,对应的不同时间尺度的WUE则依次显著增大;用气体交换法和叶Δ13C评价7... 测定7个1.5年生杨树无性系的功能叶、当年生枝和树干的Δ13C,并转换成WUE,同时用气体交换法测定这些无性系的瞬时WUE。结果表明:杨树叶、枝、干的Δ13C依次显著降低,对应的不同时间尺度的WUE则依次显著增大;用气体交换法和叶Δ13C评价7个参试无性系的结果基本一致,用当年生枝Δ13C与用树干Δ13C的评价结果基本一致,但用气体交换法、叶Δ13C的评价结果与用枝Δ13C、干Δ13C的评价结果差异很大;枝Δ13C和干Δ13C与树高、胸径间有显著正线性相关,而叶Δ13C与生长的相关性不明显。枝、干Δ13C不仅可作为评价不同杨树无性系整株水平长期水分利用效率的良好指标,而且还有可能被用于预测和评价良好水分条件下杨树的生长潜力。 展开更多
关键词 杨树 水分利用效率(WUE) ^稳定碳同位素分辨率(Δ^13c) 生长
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稳定碳同位素δ^(13)C_1在煤层气田勘探中的应用 被引量：13
7
作者 刘洪林 王红岩 +1 位作者 赵国良 李贵中 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2004年第4期442-446,共5页
煤层气分布状态主要受控于两种地质效应:一种是热动力学机制控制下的同位素分馏效应,存在于煤层气生成期;另一种是甲烷δ13C1解吸-扩散-运移效应,存在于煤层气生成后,源于埋深变浅而造成的泄压条件下。文中以沁水煤层气田为例,探讨了沁... 煤层气分布状态主要受控于两种地质效应:一种是热动力学机制控制下的同位素分馏效应,存在于煤层气生成期;另一种是甲烷δ13C1解吸-扩散-运移效应,存在于煤层气生成后,源于埋深变浅而造成的泄压条件下。文中以沁水煤层气田为例,探讨了沁水煤层气田煤层气δ13C1解吸-扩散-运移效应。认为可以利用煤层气δ13C1特征来评价煤层气保存条件和开采稳定性,指导煤层气田的勘探和开发。 展开更多
关键词 煤层气 碳同位素 气田勘探 ^δ^13c1 油气运移
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会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ^(13)C)特征及其指示意义 被引量：5
8
作者 沈育伊 张德楠 +5 位作者 徐广平 滕秋梅 周龙武 黄科朝 牟芝熠 孙英杰 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期769-779,共11页
为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ^(13) C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ^(13) C特... 为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ^(13) C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ^(13) C特征及种间和微生境的差异,并基于植物碳同位素与碳酸酐酶显著正相关的二端元模型,估算了植物利用光合作用固定的碳酸氢根离子(HCO-3)的碳量。结果表明:(1)三种植物叶片δ^(13) C的变化范围为-28.47‰~-21.69‰,平均值为-24.83‰,不同生活型植物间δ^(13) C存在差异,金鱼藻>水葫芦>芦苇。(2)植物δ^(13) C值与叶片C、N和P元素含量间呈显著正相关,与C/N、C/P和N/P呈显著负相关关系,与底泥的有机质、速效氮、总氮、速效磷和总磷含量呈显著正相关。(3)会仙喀斯特湿地三种不同生活型植物叶片N/P平均值为10.34,表现出植物受N、P共同影响的特征。(4)δ^(13) C的变化特征,揭示了三种水生植物可能通过增加磷利用效率来促进低水分利用率环境下的碳的合成,通过提高植物水分利用效率的策略来代偿较低的氮素利用效率。(5)芦苇光合作用固定HCO-3碳量为159.60 t·a^(-1)·km^(-2),水葫芦为10.80 t·a^(-1)·km^(-2),金鱼藻为9.24 t·a^(-1)·km^(-2),平均值为59.88 t·a^(-1)·km^(-2)。会仙喀斯特湿地植物的不同生活型、光合作用途径和生长微环境,是影响叶片δ^(13) C变化的主要因素。 展开更多
关键词 喀斯特湿地 水生植物 营养元素 ^稳定碳同位素(δ^(13)c) 碳汇
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杭嘉湖平原典型水耕人为土的碳库构成与^(13)C稳定性同位素分布特征 被引量：4
9
作者 刘兆云 章明奎 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期275-281,共7页
采集杭嘉湖平原的黄斑田、青紫泥田和烂青紫泥田3种代表性水耕人为土分层土样,测定土壤有机碳、颗粒态有机碳和黑碳在土壤剖面中的分布,不同粒径团聚体与土壤颗粒中有机碳和黑碳的差异及13C稳定性同位素的剖面分异.结果表明:黄斑田土壤... 采集杭嘉湖平原的黄斑田、青紫泥田和烂青紫泥田3种代表性水耕人为土分层土样,测定土壤有机碳、颗粒态有机碳和黑碳在土壤剖面中的分布,不同粒径团聚体与土壤颗粒中有机碳和黑碳的差异及13C稳定性同位素的剖面分异.结果表明:黄斑田土壤有机碳库低于青紫泥田和烂青紫泥田;颗粒态有机碳占土壤有机碳总量的10.6%～29.3%,并随剖面深度的增加而下降;黑碳占有机碳总量的4.2%～24.6%,在黄斑田和青紫泥田中随深度降低,而在烂青紫泥田中剖面上下差异不大;稳定性团聚体中有机碳和颗粒态有机碳含量随粒径增加而增加,而黑碳含量的高低与水稳定性团聚体颗粒大小无关;研究发现土壤中的黑碳颗粒较小,主要出现在粘粒"粒级中,随剖面深度增加黑碳颗粒趋向减小;同位素δ13C值:黑碳>总有机碳>颗粒态有机碳,随深度增加而增加. 展开更多
关键词 水耕人为土 黑碳 颗粒态有机碳 13c稳定性同位素 剖面分布
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基于^(13)C示踪的2个杉木家系幼苗光合碳分配动态 被引量：1
10
作者 杨梦佳 邹显花 +7 位作者 郭志娟 彭钊 何妍 彭志远 姚必达 黄国敏 朱丽琴 黄荣珍 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期35-46,共12页
【目的】探究2个杉木家系幼苗在不同CO_(2)浓度下对外源碳的固定及其光合碳在不同器官中的运输与分配规律,为揭示杉木固碳及光合碳分配策略对CO_(2)浓度升高的响应机制提供理论依据。【方法】以南方林区广泛种植的洋口No.020和No.061杉... 【目的】探究2个杉木家系幼苗在不同CO_(2)浓度下对外源碳的固定及其光合碳在不同器官中的运输与分配规律,为揭示杉木固碳及光合碳分配策略对CO_(2)浓度升高的响应机制提供理论依据。【方法】以南方林区广泛种植的洋口No.020和No.061杉木幼苗为对象,设置对照CO_(2)浓度(400±50)μmol·mol^(-1)(C400)及CO_(2)浓度分别升高到(800±50)μmol·mol^(-1)(C800)和(1000±50)μmol·mol^(-1)(C1000)这3个CO_(2)浓度梯度,利用^(13)C标记法对不同浓度CO_(2)进行标记,量化示踪标记后不同阶段各杉木家系幼苗固定的光合碳在各组织器官的流向和分配,分析幼苗净光合速率、各器官生物量分配比例及生长差异,阐明不同CO_(2)浓度条件下各杉木家系幼苗的固碳能力及光合碳的体内分配规律差异。【结果】在不同CO_(2)浓度处理下,各杉木家系幼苗的各组织器官的^(13)C分配和生物量分配比例均大致呈现叶>茎>根的规律。随着CO_(2)浓度增加,各杉木家系幼苗的净光合速率与各器官δ^(13)C值总体上随之增加;No.020加快对根的^(13)C运输,表现为处理1天后,C800与C1000处理下根的^(13)C分配比例分别较C400处理增加50.40%和109.63%。CO_(2)处理浓度亦影响各杉木家系幼苗的光合碳分配策略,进而改变生物量分配。30天后,相较C400处理:C800与C1000处理下的No.020地上部^(13)C分配比例分别增加了6.23%和6.03%,No.020茎的^(13)C分配比例分别增加了39.50%和50.31%(P<0.05),No.061根系^(13)C分配比例分别增加了22.40%和70.26%(P<0.05),No.061茎的^(13)C分配比例分别减少了2.45%和15.10%(P<0.05);C1000处理下No.061茎的生物量分配比例减少12.44%,根的生物量分配比例增加5.22%。【结论】正常大气CO_(2)浓度下,No.020杉木幼苗具有更强的代谢转运能力。CO_(2)浓度升高促进2个杉木家系幼苗提高净光合速率,增加光合碳合成,促进No.020杉木幼苗加快对光合碳的向下运输,并影响2个基因型杉木的光合碳分配策略,其中,No.020倾向于向地上部尤其是茎中储存光合碳,而No.061倾向牺牲茎的光合碳分配以增加根系光合碳供给。 展开更多
关键词 ^^(13)c标记 杉木 不同家系 cO_(2)浓度升高 光合碳分配
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基于温度梯度的碳同位素测试系统研制与方法开发
11
作者 易州 尹希杰 +4 位作者 林珊珊 刘维维 杨海丽 王吉苹 林梵宇 《质谱学报》 北大核心 2025年第5期649-657,I0006,共10页
黑碳作为由生物质和化石燃料不完全燃烧生成的碳质组分,其稳定同位素在环境科学、气候变化及地球化学循环等领域具有重要的应用价值。本研究开发了一种基于温度梯度的碳质成分及稳定同位素在线分析系统,并建立了相应的测试方法。利用温... 黑碳作为由生物质和化石燃料不完全燃烧生成的碳质组分,其稳定同位素在环境科学、气候变化及地球化学循环等领域具有重要的应用价值。本研究开发了一种基于温度梯度的碳质成分及稳定同位素在线分析系统,并建立了相应的测试方法。利用温度梯度氧化炉,在氧气氛围下实现了有机碳和黑碳的分离与氧化,生成的CO_(2)经富集纯化后进入气体稳定同位素比值质谱仪进行含量和δ^(13)C测定。有机碳与黑碳标样的回收率分别为88%~95%和84%~90%,同位素标准偏差分别为0.25‰和0.59‰;实际沉积物样品的有机碳和黑碳同位素标准偏差分别在0.31‰和0.52‰以内。该装置和方法的分离效率高,精度和稳定性能够满足相关实验测试的要求。该系统实现了全自动在线分析不同类型样品中碳质组分含量及同位素组成,为环境科学和相关领域的研究提供了技术支撑。 展开更多
关键词 温度梯度氧化炉 ^稳定碳同位素(δ^(13)c) 黑碳 有机碳
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^(13)C同位素标记法研究木质素与木聚糖的连接 被引量：3
12
作者 杨海涛 谢益民 +1 位作者 范建云 王鹏 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 2007年第1期11-14,共4页
以带13C标记的松柏醇葡萄糖苷作为木质素的前驱物,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的酶体系中,向木聚糖胶体中滴加松柏醇葡萄糖苷的溶液,得到木质素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体,并用FT-IR、13CNMR对DHP-木聚糖复合体(DH... 以带13C标记的松柏醇葡萄糖苷作为木质素的前驱物,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的酶体系中,向木聚糖胶体中滴加松柏醇葡萄糖苷的溶液,得到木质素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体,并用FT-IR、13CNMR对DHP-木聚糖复合体(DHPXC)进行分析。结果表明,DHPXC中,木质素结构单元之间主要通过β-O-4、β-β、β-5和β-1方式连接,而木质素与木聚糖之间可能通过苯甲酯键和苯甲醚键相连。 展开更多
关键词 木质素脱氢聚合物 木聚糖 ^^13c同位素示踪 木质素
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放射性同位素^(14)C测年在岩溶地下水中的应用及研究进展
13
作者 卢安康 赵冠华 +3 位作者 王辉 周立坚 唐胜群 彭志龙 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期487-498,共12页
放射性同位素^(14)C测年是获取岩溶地下水水文地质参数,探索岩溶地下水运移状态,评价其可持续利用的重要手段。搜集已公开发表的放射性同位素^(14)C文献资料和相关研究实例,对其主要来源、循环过程、测年原理、分析方法以及在岩溶地下... 放射性同位素^(14)C测年是获取岩溶地下水水文地质参数,探索岩溶地下水运移状态,评价其可持续利用的重要手段。搜集已公开发表的放射性同位素^(14)C文献资料和相关研究实例,对其主要来源、循环过程、测年原理、分析方法以及在岩溶地下水研究中的应用等内容进行系统论述。研究表明,目前放射性同位素^(14)C主要用于测定岩溶地下水年龄,通过地下水年龄分布和不同来源的同位素占比,科学识别地下水补给源、估算地下水补给速率、合理评估地下水的更新能力等,再现岩溶地下水运动过程,进而计算运移过程中同位素交换率,判断发生的岩溶作用程度,可示踪地下污染来源,揭示地下水污染质的迁移规律,可为水资源利用和环境评价提供关键性的依据。然而,在使用放射性同位素^(14)C测年的过程中,仍存在样品采集、处理流程不规范,仪器精度有限、测试价格昂贵、检测结果波动性大等问题。^(14)C测年范围有限,作为示踪剂指示作用单一,无法测定出过于“年轻”或者“古老”的岩溶地下水年龄。此外,地下水的运动过程中自然成因的“死碳”混入和人为因素的干扰也会造成测年结果的偏差,现有的校正模型暂时无法解决该问题,相关理论也缺乏研究,这给实际应用和进一步发展造成一定的困扰。该文指出放射性同位素^(14)C测年在未来仍需加强理论的研究,规范样品采集、处理流程,注重测试技术的开发,以解决“死碳”混入和人为因素的干扰造成的测年结果的偏差,多种示踪剂联合使用,提高测年精度和广度。 展开更多
关键词 ^放射性碳同位素^(14)c 测年原理 应用进展 存在问题 研究展望 岩溶地下水
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土壤呼吸及其^(13)C同位素测定方法的对比研究 被引量：3
14
作者 聂棠棠 王娟 +1 位作者 姚槐应 葛超荣 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期578-586,共9页
为比较不同方法在土壤呼吸及其^(13)C同位素测定中的差异,应用气相色谱仪法(GC-TCD)、稳定同位素比值质谱仪气体进样法(Gasbench-IRMS)、甲酚红显色法(MicroResp)、碱液吸收法4种方法测定土壤呼吸速率,并采用Gasbench-IRMS法和碱液吸收... 为比较不同方法在土壤呼吸及其^(13)C同位素测定中的差异,应用气相色谱仪法(GC-TCD)、稳定同位素比值质谱仪气体进样法(Gasbench-IRMS)、甲酚红显色法(MicroResp)、碱液吸收法4种方法测定土壤呼吸速率,并采用Gasbench-IRMS法和碱液吸收法两种方式检测土壤呼吸的^(13)C同位素丰度,以期准确评估土壤呼吸及碳排放,并为相关研究提供参考。结果表明:(1)两种仪器法(GC、IRMS)测定土壤呼吸速率的数值结果相近(基础呼吸)或趋势一致(诱导呼吸),且重复性好(标准偏差分别为0.011、0.010mg/(kg·h)),准确度高;MicroResp法的测定结果与仪器测量值较为相近,但分辨率较低;碱液吸收法的测定结果较真实值偏高(当土壤有机质含量低时)或偏低(当土壤有机质含量高时)。(2)在测定CO_(2)中的^(13)C含量上,Gasbench-IRMS法直接测定的结果误差小(δ^(13)C值的标准偏差为0.137‰),接近实际值,可以准确地反映出土壤微生物呼吸对底物的利用状况。综上,仪器法较化学分析法(MicroResp、碱液吸收)更能准确测定土壤呼吸及其^(13)C同位素。 展开更多
关键词 土壤呼吸测定 ^^(13)c同位素丰度 方法比较
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基于动态模拟计算的低温精馏分离^13C同位素丰度分析 被引量：5
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作者 田叶盛 李虎林 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1631-1637,共7页
低温精馏法分离碳同位素(12CO/^13CO)的分离系数仅为1.007,且分离操作工况苛刻,富集平衡时间长,为降低工业化装置运行风险,实现^13C同位素富集的动态过程理论预测是工业化技术研究中亟需解决的问题。为此,本文通过采用Aspen Dynamics模... 低温精馏法分离碳同位素(12CO/^13CO)的分离系数仅为1.007,且分离操作工况苛刻,富集平衡时间长,为降低工业化装置运行风险,实现^13C同位素富集的动态过程理论预测是工业化技术研究中亟需解决的问题。为此,本文通过采用Aspen Dynamics模拟研究CO低温精馏分离碳同位素的动态过程,获取^13C同位素在全回流、浓缩富集、连续精馏操作条件下的丰度分布等值图,实现^13C同位素在时间和空间两个维度内丰度变化过程的可视化。将上述操作条件下的动态模拟值与试验值进行对比分析,结果显示,两者吻合较好,且富集平衡时塔底^13C丰度和富集平衡时间的相对误差均在15%以下,验证了所建立的低温精馏分离^13C同位素动态模拟计算方法的准确性,可进一步用于高丰度^13C同位素生产装置中丰度变化过程的理论预测。 展开更多
关键词 低温精馏 稳定同位素 ^^13c 动态模拟 丰度分析
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贵州茂兰板寨水域水生植物δ^13C特征及光合作用固定HCO3^-碳量估算 被引量：13
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作者 李瑞 于奭 +3 位作者 孙平安 何师意 原雅琼 熊志斌 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期9-16,共8页
为研究水生植物光合作用对岩溶碳汇的贡献,选取板寨河水域为研究区,分冬季和夏季测定典型水生植物的生物量以及各采样点水生植物碳同位素组成(δ13 C值),并利用水生植物稳定碳同位素与碳酸酐酶间的关系建立的二端元模型,估算板寨河水生... 为研究水生植物光合作用对岩溶碳汇的贡献,选取板寨河水域为研究区,分冬季和夏季测定典型水生植物的生物量以及各采样点水生植物碳同位素组成(δ13 C值),并利用水生植物稳定碳同位素与碳酸酐酶间的关系建立的二端元模型,估算板寨河水生植物光合作用的固碳量。结果发现夏季生物量小于冬季生物量,水生植物的δ13 C值变化在-35.45‰^-24.62‰之间,其中挺水植物的δ13 C值最大,平均为-27.89‰,其次为沉水植物,平均为-29.96‰。浮水植物的δ13 C值最低,平均为-32‰,受流速、CO2浓度、光合途径等影响引起同种水生植物间同位素差异。水域水生植物固定下的HCO-3碳量为19.52tc/(a.km2),其利用HCO-3作为无机碳源进行光合作用的比例平均为47.84%,显示出巨大的固碳潜力,是全球岩溶碳汇的一个重要组成部分。 展开更多
关键词 水生植物 固碳量 ^δ^13 c特征 溶解无机碳 碳汇
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改种玉米连续3年后稻田土壤有机碳分布和^(13)C自然丰度变化 被引量：33
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作者 李志鹏 潘根兴 张旭辉 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期244-251,共8页
耕作制更替下土壤有机碳的变化是阐明土地利用变化下土壤碳循环改变及其全球变化效应的重要方面。本研究选择了太湖地区毗邻的一块长期稻油轮作的稻田和一块稻田改种玉米3年的旱田,采集其剖面不同深度的土壤样品,分别测定全土和分离的... 耕作制更替下土壤有机碳的变化是阐明土地利用变化下土壤碳循环改变及其全球变化效应的重要方面。本研究选择了太湖地区毗邻的一块长期稻油轮作的稻田和一块稻田改种玉米3年的旱田,采集其剖面不同深度的土壤样品,分别测定全土和分离的土壤团聚体颗粒组中总有机碳(TOC)、土壤溶解有机碳(DOC)和微生物生物量碳(SMBC),并对选择性样本测定了有机质的δ13C值,分析改种玉米后水稻土有机碳储量及其同位素组成的变化。结果表明,改种玉米3年后,耕层土壤TOC明显下降,而DOC和SMBC都有增加的趋势;改种玉米后2~0.2 mm粗团聚体颗粒组的TOC含量降低,而其他团聚体颗粒组TOC无显著变化。玉米地表层土壤(0~15 cm)原土及各粒级团聚体的δ13C值均明显高于原稻田。改种玉米后进入水稻土中的源于玉米的新碳绝大部分集中在0~20 cm土层,且主要富集在粗团聚体颗粒组中。计算表明,粗团聚体颗粒组中有机碳更新周期明显较短。水田转变成旱地后,耕层土壤有机碳分解加速,碳储量快速减少。这说明水稻土中物理保护的有机碳可能因耕作改变下团聚体破坏而快速分解。 展开更多
关键词 ^^13c 更新速率 水稻土 碳库 团聚体 总有机碳
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C_3植物稳定碳同位素组成与盐分的关系 被引量：18
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作者 韦莉莉 严重玲 +1 位作者 叶彬彬 郭晓音 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1270-1278,共9页
植物在盐生环境中δ13C值的改变可能包含两个成分:一个是盐分对CO2的扩散、传递或光合速率的影响而引起的δ13C值的改变;另一个是光合途径的转换引起的δ13C值的变化,δ13C值的大小与诱导发生CAM或C4代谢的程度有关。植物组织的δ13C值... 植物在盐生环境中δ13C值的改变可能包含两个成分:一个是盐分对CO2的扩散、传递或光合速率的影响而引起的δ13C值的改变;另一个是光合途径的转换引起的δ13C值的变化,δ13C值的大小与诱导发生CAM或C4代谢的程度有关。植物组织的δ13C值随盐度的变化趋势除了与植物本身固有的耐盐性有关以外,盐度和胁迫时间是影响植物δ13C的重要因素。根据盐生条件下同位素分馏特点可知,盐生植物与非盐生植物的δ13C随盐度的变化趋势有所不同。对非盐生植物而言,在低盐度和短期的盐处理下,随盐度的增加和胁迫时间的延长植物的δ13C值增大,这个阶段限制光合作用的主要因素是气孔导度;但是如果盐度过低,δ13C变化很小,则难以表现出应有的相关性;随着胁迫的加强,当限制光合作用的非气孔因素成为主导因素时,由于光合作用受到强烈抑制(光合结构遭到破坏),δ13C将随之降低。对盐生植物而言,其δ13C与最适盐度有关。最适盐度下,植物的δ13C低于其它盐度条件下的δ13C值。盐生条件下,有些C3植物可能发生光合途径的转换,无论诱导发生的是C4代谢还是CAM代谢,δ13C值均趋于增大。但是,一般情况下,盐处理诱导的光合途径的改变对植物组织整体的δ13C的影响很小。在密闭环境中或郁闭林地,植物和土壤呼吸释放的CO2再次参与光合作用,也会改变植物的δ13C值。为了更加全面地考察植物δ13C与盐度的关系,需要设置较大的盐度范围和进行长期的胁迫处理,才能够获得相对充分的数据,才有利于全面分析植物δ13C值与耐盐性的关系。 展开更多
关键词 盐分 ^碳同位素组成(δ^13c) 同位素歧视 盐生植物 非盐生植物
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不同放牧强度下荒漠草原土壤有机碳及其δ^(13)C值分布特征 被引量：22
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作者 张林 孙向阳 +4 位作者 乔永 高程达 曹吉鑫 阿拉塔 宝音贺希格 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期149-153,共5页
以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,通过测定不同载畜率下土壤部分理化性质、土壤有机碳含量和δ13C值,探讨随放牧强度增加土壤有机碳深度分布和δ13C值的组成差异特征。结果显示:随深度增加,有机碳含量呈线性急剧降低,变化范围在16.1... 以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,通过测定不同载畜率下土壤部分理化性质、土壤有机碳含量和δ13C值,探讨随放牧强度增加土壤有机碳深度分布和δ13C值的组成差异特征。结果显示:随深度增加,有机碳含量呈线性急剧降低,变化范围在16.17～6.26g/kg之间;而土壤有机碳的δ13C值不断增大,变化范围在-22.5‰～-14.3‰。放牧对土壤有机碳的影响主要在0-20cm土层,且放牧强度越大,有机碳含量越低,有机质分解程度越大,δ13C值越偏正。δ13C值的深度变化特征还表明,土壤剖面形成发育过程中当地气候和植被发生了很大的变化,可能实现了由C4植物占优势向C3植物占优势的变迁。 展开更多
关键词 放牧强度 短花针茅荒漠草原 土壤有机碳 ^δ^13c值
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海洋沉积物孔隙水中溶解无机碳（DIC）的碳同位素分析方法 被引量：6
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作者 杨涛 蒋少涌 +6 位作者 赖鸣远 杨競红 凌洪飞 吴能友 黄永样 刘坚 陈道华 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B09期51-52,共2页
海水中往往含有一定量的溶解CO2（以HCO3^-存在），其δ^13C值组成十分恒定，一般在0‰值附近。赋存在海底沉积物中的孔隙水往往含有比海水更高的溶解CO2含量，且其碳同位素组成变化极大。对这些溶解CO2的碳同位素组成进行分析，能够为... 海水中往往含有一定量的溶解CO2（以HCO3^-存在），其δ^13C值组成十分恒定，一般在0‰值附近。赋存在海底沉积物中的孔隙水往往含有比海水更高的溶解CO2含量，且其碳同位素组成变化极大。对这些溶解CO2的碳同位素组成进行分析，能够为我们了解海底沉积物沉积一成岩过程和生物地球化学过程提供十分丰富的信息。为此，开展了沉积物孔隙水中溶解CD2（DIC）的碳同位素分析方法的研究。 展开更多
关键词 碳同位素 溶解无机碳 海洋沉积物 孔隙水 碳同位素分析 生物地球化学过程 cO2含量 海底沉积物 ^HcO3^- ^δ^13c值
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