^(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

1

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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稻秆木素侧链^(13)C同位素示踪及固体^(13)CNMR分析 被引量：24

2

作者 顾瑞军 谢益民 +2 位作者 曾绍琼 伍红 安田征市 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期1073-1076,共4页

在水稻 (Oryza sativa L.)生长过程中 ,向其茎秆部节间的空腔分别注入在侧链α,β,γ位带有 1 3C标记的松柏醇葡萄糖甙 ,得到 1 3C标记的稻秆木素 ,用高分辨率固体核磁 1 3C NMR对其组织进行分析 ,发现外源性的松柏醇葡萄糖甙并不影响... 在水稻 (Oryza sativa L.)生长过程中 ,向其茎秆部节间的空腔分别注入在侧链α,β,γ位带有 1 3C标记的松柏醇葡萄糖甙 ,得到 1 3C标记的稻秆木素 ,用高分辨率固体核磁 1 3C NMR对其组织进行分析 ,发现外源性的松柏醇葡萄糖甙并不影响水稻中木素的正常合成 .证明了 β-O-4,β-β,β-5和 β-1结构是稻秆原本木素中的主要结构 ,另外还有少量的松柏醇和阿魏酸类结构 ,并证实木素在 展开更多

关键词 稻秆 木素 同位素示踪 碳13 核磁共振 分离 造纸工业 制浆

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叶片δ^(13)C与长期水分利用效率的关系 被引量：20

3

作者 赵凤君 沈应柏 +2 位作者 高荣孚 苏晓华 张冰玉 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期40-45,共6页

该文测定并研究了不同水分处理下,不同黑杨无性系的长期水分利用效率(WUEL)、叶片δ^(13)C、光合作用、气孔及其相互关系.结果显示无性系间WUEL、δ^(13)C、光合作用、气孔都存在差异.4个水分处理下J2、J6、J7、J8、J9都是WUEL较优的无... 该文测定并研究了不同水分处理下,不同黑杨无性系的长期水分利用效率(WUEL)、叶片δ^(13)C、光合作用、气孔及其相互关系.结果显示无性系间WUEL、δ^(13)C、光合作用、气孔都存在差异.4个水分处理下J2、J6、J7、J8、J9都是WUEL较优的无性系,同时它们的δ^(13)C高、净光合速率Pn和瞬时水分利用效率WUEi较高、气孔频度和气孔大小适中、上/下表皮气孔数目比大.气孔的差异是导致无性系间Pn和WUEi差异,并最终导致WUEL、δ^(13)C差异的关键因子.δ^(13)C和WUEL呈正相关,充分供水条件下相关性最好. 展开更多

关键词 叶片δ^13c 长期水分利用效率 光合作用 气孔

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有机溶剂稀释与气相色谱-燃烧-同位素质谱(GC-C-IRMS)联用测定食醋中乙酸的δ^(13)C 被引量：11

4

作者 钟其顶 王道兵 +2 位作者 孟镇 熊正河 王敏 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期372-377,共6页

食醋中乙酸的碳-13比值(δ13 C)与食醋原料有密切关联,通过测定乙酸中δ13 C可对食醋原料进行溯源。本工作建立了有机溶剂稀释法与气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱(GC-C-IRMS)联用法测定食醋中乙酸的δ13 C。在乙酸浓度为2%~99.9%的... 食醋中乙酸的碳-13比值(δ13 C)与食醋原料有密切关联,通过测定乙酸中δ13 C可对食醋原料进行溯源。本工作建立了有机溶剂稀释法与气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱(GC-C-IRMS)联用法测定食醋中乙酸的δ13 C。在乙酸浓度为2%~99.9%的模拟样品测试中获得了稳定的检测结果;同一样品中乙酸的δ13 C重复测定16次的标准偏差小于0.15‰;参与欧盟同位素实验室间能力测试时,该方法的测定结果与其中5个国际实验室测定平均值差异为0.17‰。该方法的精密度和稳定性好、准确性高、操作简便快速,适合在食醋真实性技术中应用和推广。 展开更多

关键词 食醋 乙酸 气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱(Gc-c-IRMS) 碳-13 稳定同位素比值

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小麦不同进化材料叶与非叶器官C4光合酶活性及δ^(13)C值差异 被引量：5

5

作者 魏爱丽 杨茂 +2 位作者 黄琴 张英华 王志敏 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-190,共8页

为明确小麦进化过程中C_(4)代谢酶活性的变化趋势,以二倍体小麦种(野生一粒小麦、栽培一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草)、四倍体小麦种(野生二粒小麦、栽培二粒小麦、阿拉拉特、提莫菲维小麦)及六倍体小麦种(斯卑尔脱小麦、普通小... 为明确小麦进化过程中C_(4)代谢酶活性的变化趋势,以二倍体小麦种(野生一粒小麦、栽培一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草)、四倍体小麦种(野生二粒小麦、栽培二粒小麦、阿拉拉特、提莫菲维小麦)及六倍体小麦种(斯卑尔脱小麦、普通小麦)为试验材料,对不同染色体倍数小麦种不同绿色器官光合碳同化酶(PEPC、RuBPC、NADP-MDH、NADP-ME、NAD-ME)活性及稳定碳同位素(δ^(13)C)值进行了比较分析。结果表明,在同一种内,非叶器官(叶鞘、穗下节间、芒、护颖、外颖)RuBPC活性显著低于旗叶,除六倍体小麦品种外,其余小麦材料的PEPC及其他C_(4)途径酶活性均高于叶片。在小麦进化过程中,随着染色体倍数的增加,旗叶片的C_(3)和C_(4)同化酶活性均上升,且PEPC/RuBPC活性比值显著增加;非叶器官的RuBPC活性增加,但PEP羧化酶及其他C_(4)途径酶活性下降,PEPC/RuBPC活性比值显著降低。旗叶和穗器官的δ^(13)C值均在C3途径范围内,穗器官的δ^(13)C值高于叶片;随染色体倍数的增加,旗叶δ^(13)C值增高,而穗器官的δ^(13)C值下降。综合来看,小麦非叶器官具有较强的C_(4)光合酶活性,在进化过程中,其C4酶活性趋向减弱,而旗叶的C_(4)酶活性则趋向增加。 展开更多

关键词 小麦 非叶器官 进化 PEP羧化酶 稳定碳同位素(δ^(13)c)

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抽穗后干旱复水对双季杂交晚稻产量形成和叶片δ13^C及内源激素水平的影响 被引量：9

6

作者 陈小荣 刘灵燕 +6 位作者 钟蕾 朱昌兰 彭小松 贺晓鹏 傅军如 欧阳林娟 贺浩华 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期240-246,共7页

为探明生育后期干旱复水对双季杂交晚稻不同产量潜力品种产量的影响及其形成的生理机制,选择超级稻品种五丰优T025和对照品种金优207,于抽穗后进行干旱8d复水处理,分析了2个品种结实和产量、干旱前后倒二叶稳定碳同位素组成(δ13C)及内... 为探明生育后期干旱复水对双季杂交晚稻不同产量潜力品种产量的影响及其形成的生理机制,选择超级稻品种五丰优T025和对照品种金优207,于抽穗后进行干旱8d复水处理,分析了2个品种结实和产量、干旱前后倒二叶稳定碳同位素组成(δ13C)及内源激素含量的差异性。结果表明,干旱复水处理下2个品种水稻的结实率、千粒重及单株产量较对照(保持水层)表现出不同程度下降。其中,结实率五丰优T025和金优207分别下降12.07%和7.67%,千粒重下降5.23%和9.09%,单株产量下降13.54%和27.14%,差异均达显著或极显著水平,未发现产量补偿效应。抽穗后干旱处理下倒二叶δ13C值,五丰优T025大幅上升,复水后呈现出先下降,至第6天又开始上升的特点,金优207则大幅下降,复水后呈现先上升后下降再上升的特点,五丰优T025较金优207干旱复水处理与对照之间的差距更大。总体上,对照条件下,抽穗至其后20d,随生育推进,2个品种倒二叶内源ABA和GA3含量呈上升而IAA含量则下降趋势,ZR表现出先上升再下降特点。干旱处理下2个品种表现为ABA含量上升,复水后呈先下降后上升特点,五丰优T025较金优207处理与对照之间差距更大;干旱复水处理条件下:2个品种IAA含量均下降,五丰优T025处理与对照间的差距明显小于金优207;五丰优T025 GA3含量表现出先上升后下降再上升,金优207表现出干旱处理结束日急剧下降至最低点,复水后缓慢上升特点;2个品种ZR含量呈现出先上升至最高值再下降特点,五丰优T025较金优207处理与对照之间差距更小。抽穗后干旱处理将启动稻株体内抗衰老机制,复水后将在一定程度一定时间内激活稻株体内生长促进因子并抑制生长抑制因子,但其效果十分有限。 展开更多

关键词 双季杂交晚稻 不同产量潜力品种 抽穗期干旱复水 稳定碳同位素组成(δ13c) 内源激素

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^(13)C脉冲标记法研究非正常凋落物对土壤有机碳的激发效应 被引量：9

7

作者 张天霖 蔡章林 +3 位作者 赵厚本 吴仲民 周光益 邱治军 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期1797-1804,共8页

冰暴、台风等极端气候事件严重干扰了森林生态系统,导致大量落叶、断枝、断干等非正常凋落物产生,将对土壤碳库产生激发效应,然而目前对这种现象的研究仍十分匮乏。以马尾松(Pinus massoniana)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)、浙江润楠(Ma... 冰暴、台风等极端气候事件严重干扰了森林生态系统,导致大量落叶、断枝、断干等非正常凋落物产生,将对土壤碳库产生激发效应,然而目前对这种现象的研究仍十分匮乏。以马尾松(Pinus massoniana)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)、浙江润楠(Machilus chekiangensis)3种南亚热带常见树种为研究对象,利用^(13)C标记植株并采集其新鲜叶片添加至土壤表面,进行了为期110 d的室内培养实验,培养中分别测量了CO_(2)排放量、^(13)C丰度值以及培养前后土壤碳库的变化。结果表明,不同树种的非正常凋落物的碳排放模式相似,均表现为前期快速升高,之后波动下降,后期稳定在较低水平。其中91.39%—94.04%的碳排放过程发生在前中期(0—45 d)。110 d的培养过程中,非正常凋落物分解产生的碳有67.86%—95.31%以C–CO_(2)的形式排放到大气当中。非正常凋落物输入对土壤有机碳的激发效应主要分为3个阶段。培养前期(0—7 d)3种非正常凋落物输入均引起了土壤碳强烈的负激发效应且在短期内达到峰值,峰值分别为−50.05、−117.72、−124.08;培养中期(7—35 d)负激发效应强度逐步下降,表现为先快速下降后速率转慢;培养后期(35—110 d)碳激发效应较为平稳,不同树种之间有所差异,黧蒴锥、浙江润楠的碳激发效应逐渐转为正向,而马尾松维持负激发效应并缓慢下降至消失。经过110 d的培养,马尾松、黧蒴锥的0—5 cm层土壤有机碳显著高于对照组(P<0.05),黧蒴锥的0—5、5—10 cm层土壤的^(13)C同位素值显著高于对照组(P<0.05)。各处理组与对照组之间全氮、有效氮差异均不显著(P>0.05)。非正常凋落物输入在短期内对表层土壤有机碳含量影响显著而对深层土壤没有影响,其分解产生的碳大部分以C–CO_(2)的形式排放到大气当中。 展开更多

关键词 南亚热带森林生态系统 新鲜植物叶片 ^(13)c同位素 激发效应 分解过程 土壤碳库

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滨海盐生植物叶片δ^13C与主要养分元素化学计量的关系 被引量：5

8

作者 夏大娟 刘秋蓉 +3 位作者 Liliann Zou 葛之葳 薛建辉 彭思利 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2215-2224,共10页

高盐环境与土壤贫瘠成为限制滨海湿地植被生长的主要因素,盐分稀释(salt-dilution)与盐分抵御(salt-exclusion)为盐生植物普遍的两种适生策略,这些策略影响植物水分与养分利用效率的权衡过程。以江苏盐城滨海湿地常见稀盐盐生植物、拒... 高盐环境与土壤贫瘠成为限制滨海湿地植被生长的主要因素,盐分稀释(salt-dilution)与盐分抵御(salt-exclusion)为盐生植物普遍的两种适生策略,这些策略影响植物水分与养分利用效率的权衡过程。以江苏盐城滨海湿地常见稀盐盐生植物、拒盐盐生植物为研究对象,通过探讨滨海湿地不同盐生植物叶片δ13C(水分利用效率的直接反映参数),与主要养分元素(N、P、K)及化学计量特征的关系,以揭示不同盐生植物养分利用策略及养分利用效率与水分利用效率之间的权衡关系。研究结果表明:滨海湿地盐生植物叶片N/P为15.3,较全球陆生植物平均值低,表现出N、P共同限制特征。两种盐生植物叶片δ^13C与N、P含量显著正相关,表明盐生植物采取N、P光合相关型策略适应不良环境。拒盐盐生植物叶片δ^13C与K+正相关,采取K+渗透调节相关型策略,以减小细胞渗透势、增加水分吸收,减轻植物体内盐分毒害。两种不同耐盐型植物δ^13C与C/N成反比,表明植物采取扩大水分利用效率以代偿减小的N利用率策略。稀盐盐生植物δ^13C与C/P成反比,且叶片P含量较高,表明植物可以提高P利用率以增大低水分利用率环境下的C合成和生物量。研究可为滨海湿地生态系统恢复与重建提供理论依据。 展开更多

关键词 碳稳定同位素组成(δ^13c) 叶片养分元素 水分利用效率 稀盐盐生植物 拒盐盐生植物

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矿区复垦地接菌驱动植物-土壤系统中光合碳分配与稳定机制 被引量：1

9

作者 毕银丽 张可 +1 位作者 肖礼 王董董 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期572-583,共12页

接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)与植被恢复联合已成为矿区沉陷地生态修复关键复垦技术,探究菌根修复多年后矿区植物光合碳在植物-土壤系统中的积累与分配现状及稳定机制,对于深入明晰矿区菌根复垦后植物-土壤碳固... 接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)与植被恢复联合已成为矿区沉陷地生态修复关键复垦技术,探究菌根修复多年后矿区植物光合碳在植物-土壤系统中的积累与分配现状及稳定机制,对于深入明晰矿区菌根复垦后植物-土壤碳固定流动过程、实现矿区固碳增汇具有重要意义。为此,在大柳塔菌根修复试验示范区紫穗槐样地的接菌区与对照区,设计原位^(13)C同位素脉冲标记试验,结合碳同位素及代谢组学的方法,研究长期菌根复垦下矿区光合碳在植物-土壤系统中的分配及稳定策略。结果表明:叶片光合固碳后沿叶—茎—根—土的路径向下运移,长期菌根修复能增加光合碳在矿区植物-土壤系统中的积累量,标记接菌区平均光合碳富集总量是标记对照区的1.3倍;接菌提高光合碳向地下部(植物根系及土壤)的分配比例,标记接菌区地下部分配比例及平均富集量比标记对照区多13.4%,299.3%。光合碳^(13)C进入土壤后,更多地以矿物结合态有机碳(MAOC)形式存在,其中光合碳^(13)C在MAOC中的平均富集量标记接菌区比标记对照区多分配了246.8%,标记接菌区^(13)C-MBC净富集量是标记对照区的4.5倍,维持了土壤碳库的稳定,同时菌根提高土壤有机碳转化的能力,有利于光合碳在土壤中的固存。结合代谢组学的结果发现,AMF菌丝网络通过调节脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机氧化物、苯丙烷和聚酮类等相关化合物的代谢,影响了酪氨酸代谢、糖解与糖代谢合成、氨基糖和核苷酸糖等碳代谢途径,最终实现土壤中光合碳^(13)C的富集以及有机碳库的稳定。综上,微生物菌根复垦既可以促进土壤有机碳库积累,又可以调控有机碳库的转化与稳定,是矿区土壤实现固碳增汇的优选方法之一。 展开更多

关键词 丛枝菌根真菌 矿区生态复垦 原位^(13)c标记 代谢组学 光合碳分配 碳组分

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咸化水体中DIC的同位素组成及环境过程分析 被引量：3

10

作者 王中良 李军 +2 位作者 刘丛强 朱兆洲 李勇 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期552-558,共7页

系统采集了天津地区地表水样品，对其溶解无机碳的稳定碳同位素比值（δ^13CDIC）及相关化学组成进行了全面测定，以期对咸化并且受到污染水体中的溶解无机碳的来源和迁移转化特征进行探讨。研究结果显示，天津地表水中溶解无机碳的δ^1... 系统采集了天津地区地表水样品，对其溶解无机碳的稳定碳同位素比值（δ^13CDIC）及相关化学组成进行了全面测定，以期对咸化并且受到污染水体中的溶解无机碳的来源和迁移转化特征进行探讨。研究结果显示，天津地表水中溶解无机碳的δ^13CDIC值主要分布于0.27‰～14.9‰之间，显示了相对较宽的分布范围。同时，天津地表水体具有非常高的溶解无机碳浓度，浓度范围分布于155～1000mg／L之间，主要分布区间为200～500mg／L。从溶解无机碳浓度及其同位素组成特征分析，水体咸化引起的水／气界面的大气CO2气体交换和水体自身有机质降解过程是天津地表水溶解无机碳的两个最主要来源。 展开更多

关键词 地表水 溶解无机碳 碳同位素组成(δ13c) 水质咸化 有机质降解 天津

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中国大气田烷烃气碳同位素组成的若干特征 被引量：11

11

作者 戴金星 倪云燕 +4 位作者 龚德瑜 黄士鹏 刘全有 洪峰 张延玲 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期223-233,共11页

勘探开发大气田是一个国家快速发展天然气工业的重要途径。1991年至2020年,中国新探明大气田68个,促进2020年产气1925×10^(8)m^(3),成为世界第4产气大国。基于中国70个大气田的1696个气样组分和烷烃气碳同位素组成数据,获得中国大... 勘探开发大气田是一个国家快速发展天然气工业的重要途径。1991年至2020年,中国新探明大气田68个,促进2020年产气1925×10^(8)m^(3),成为世界第4产气大国。基于中国70个大气田的1696个气样组分和烷烃气碳同位素组成数据,获得中国大气田烷烃气碳同位素组成特征:①δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)、δ^(13)C_(3)和δ^(13)C_(4)的最轻值和平均值,随分子中碳数逐增而变重,而δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)、δ^(13)C_(3)和δ^(13)C_(4)的最重值,随分子中碳数逐增而变轻。②中国大气田δ^(13)C_(1)值的分布区间为−71.2‰~−11.4‰,其中生物气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−71.2‰~−56.4‰;油型气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−54.4‰~−21.6‰;煤成气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−49.3‰~−18.9‰;无机成因气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−35.6‰~−11.4‰;根据这些数据编制了中国大气田的δ^(13)C_(1)值尺图。③中国天然气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−107.1‰~−8.9‰,其中生物气δ^(13)C_(1)值为−107.1‰~−55.1‰;油型气δ^(13)C^(1)值为−54.4‰~−21.6‰;煤成气δ^(13)C_(1)值为−49.3‰~−13.3‰;无机成因气δ13C1值为−36.2‰~−8.9‰;根据上述数据编制了中国天然气的δ^(13)C_(1)值尺图。 展开更多

关键词 中国 大气田 生物气 油型气 煤成气 无机成因气 烷烃气 碳同位素组成 δ_(13)c^(1)值尺

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土壤有机碳同位素组成在农田生态系统碳循环中的应用进展 被引量：9

12

作者 李发东 栗照鑫 +5 位作者 乔云峰 刘山宝 田超 朱农 Hubert Hirwa Simon Measho 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期194-205,共12页

土壤有机碳是地球表层储量最高且储存周期最长的生态系统碳库之一。如何提高土壤有机碳稳定性和增强土壤固碳减排能力,是陆地生态系统碳管理可持续战略的关键科学问题。国际学术界一致认为农田生态系统在固碳方面的作用越来越明显,在实... 土壤有机碳是地球表层储量最高且储存周期最长的生态系统碳库之一。如何提高土壤有机碳稳定性和增强土壤固碳减排能力,是陆地生态系统碳管理可持续战略的关键科学问题。国际学术界一致认为农田生态系统在固碳方面的作用越来越明显,在实现碳中和的进程中发挥重要的作用。农田管理实践方式会扰动土壤碳循环过程,采取有效的管理方式会使其成为碳汇。目前,国内研究主要集中在耕作方式、施肥和灌溉水平、秸秆还田对农田生产力、碳固持速率、温室气体排放方面的影响,但就农田生态系统有机碳稳定性对不同农田管理方式的响应机制以及与土壤碳排放之间的关系认识尚未明确。^(13)C同位素技术是研究农田土壤碳循环过程的有力工具,通过测定土壤碳排放过程中不同有机碳组分的同位素丰度,能够精准区别土壤呼吸组分和来源,从而更好地揭示土壤有机碳稳定性对农田管理措施的响应机制,为增强土壤碳汇效应和农业可持续发展提供科学依据。以往的研究大多集中在模拟试验以及小范围、短时间监测,与实际差距较大,测量结果会高估或低估实际值。因此,在未来的农田土壤碳循环研究过程中要采取多点、长时间实时原位监测,并结合^(13)C同位素技术,实现土壤CO_(2)排放实时分解,达到揭示土壤有机碳稳定性机制的目的。 展开更多

关键词 土壤有机碳 ^(13)c同位素 农田生态系统 碳循环

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长江流域有机碳同位素地球化学特征 被引量：14

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作者 吴莹 张经 +4 位作者 曹建平 张再峰 刘素美 陈洪涛 熊辉 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第2期309-314,共6页

1997年 4～ 5月 ,在长江流域采集的土壤、植物和南北支流与主流悬浮颗粒物样品 ,对其进行了有机质δ13 C分析。结果表明 ,南北支流悬浮颗粒物有机质的δ13 C值范围在 - 2 .8%～- 2 .4 % ,而主流的δ13 C值分布在 - 2 .6 4 %～ - 2 .4 5... 1997年 4～ 5月 ,在长江流域采集的土壤、植物和南北支流与主流悬浮颗粒物样品 ,对其进行了有机质δ13 C分析。结果表明 ,南北支流悬浮颗粒物有机质的δ13 C值范围在 - 2 .8%～- 2 .4 % ,而主流的δ13 C值分布在 - 2 .6 4 %～ - 2 .4 5%。南北支流的输入对长江主流不同地段的δ13 C值有着一定的影响 ,并对长江流域不同物源的贡献大小进行了估算。研究显示 :南部支流中悬浮颗粒物有机质的贡献主要来自高等植物 ;北部支流中高等植物的贡献相对降低 ,富含有机质的土壤成了重要来源。 展开更多

关键词 长江 有机碳同位素 悬浮颗粒物 地球化学

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干旱胁迫对甘肃地区5种经济林苗木水分利用效率的影响 被引量：9

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作者 种培芳 单立山 +1 位作者 苏世平 李毅 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期137-143,共7页

干旱作为全球最为常见的自然灾害之一,对农林业生产造成了严重的影响。而在干旱地区影响林木成活率的关键因素之一是植物对水分的利用效率的高低。以核桃、枣、枸杞、沙棘和花椒5个甘肃地区的经济林2年生实生苗木为试材,通过盆栽实验,... 干旱作为全球最为常见的自然灾害之一,对农林业生产造成了严重的影响。而在干旱地区影响林木成活率的关键因素之一是植物对水分的利用效率的高低。以核桃、枣、枸杞、沙棘和花椒5个甘肃地区的经济林2年生实生苗木为试材,通过盆栽实验,对其在干旱胁迫(对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫)下的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、瞬时水分利用效率(WUE_I)、长期水分利用效率(WUE_L)、生物量以及稳定性碳同位素比率(δ^(13)C)等进行了测定,分析了5种苗木δ^(13)C与长期水分利用效率WUE_L之间的关系。结果表明:干旱胁迫处理下,5个经济林树种的Pn、Tr、Gs在中度和重度胁迫与对照间差异显著(P<0.05),而WUE_I则仅花椒、枣和枸杞在重度胁迫与对照间差异显著(P<0.05)。沙棘因较低的Tr而获得了比其它4个树种高的WUE_I。5个经济林苗木的WUE_L和δ^(13)C在重度胁迫与对照间差异显著(P<0.05),而生物量则仅花椒、核桃和枣在重度胁迫与对照间差异显著(P<0.05)。分析发现,枸杞和沙棘δ^(13)C与WUE_L的相关性较其它3个树种高,而枸杞和沙棘在干旱胁迫下的WUE_L也高于其它3个树种,说明干旱条件下高δ^(13)C是评定经济林高WUE的可靠指标。因此,在甘肃地区进行经济林选择时,枸杞和沙棘可在干旱地区种植,而在水分条件较好的地区则可选择其它3个树种。 展开更多

关键词 干旱胁迫 水分利用效率 经济林 稳定性碳同位素比率(δ^13c)

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北京城市绿化树种叶片碳同位素组成的季节变化及与土壤温湿度和气象因子的关系 被引量：16

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作者 王玉涛 李吉跃 +2 位作者 程炜 陈崇 耿欣 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期3143-3151,共9页

城市绿化树种是城市生态系统的重要组成部分,为了探讨城市绿化树种水分利用效率的季节变化及其影响因素,本文对北京24个城市绿化树种(包括6个常绿针叶和18个落叶阔叶树种)叶片碳同位素组成(δ13C)的季节变化以及与土壤温湿度和气象因子... 城市绿化树种是城市生态系统的重要组成部分,为了探讨城市绿化树种水分利用效率的季节变化及其影响因素,本文对北京24个城市绿化树种(包括6个常绿针叶和18个落叶阔叶树种)叶片碳同位素组成(δ13C)的季节变化以及与土壤温湿度和气象因子的相关性进行了研究。结果表明:常绿树种叶片δ13C季节间差异不显著,春、夏和秋季的平均值都接近-25.9‰,在-27.0‰～-24.5‰间变化;落叶树种叶片δ13C季节间差异极显著(p=1.97×10-7<p=0.01),除国槐外夏季各树种叶片δ13C最低,平均为-27.095‰,而春季最高,为-25.638‰,秋季居中,为-26.291‰,且种间差异极显著(p=5.05×10-6<p=0.01),最大为-23.396‰(白腊春季),最小为-28.360‰(臭椿夏季),变幅达5‰;落叶树种叶片δ13C与土壤温湿度和气象因子的相关性明显高于常绿树种,达到显著水平,表明落叶树种的叶片δ13C更易受环境的影响,而常绿树种叶片δ13C主要受自身的生物学特性决定。叶片δ13C值春季>秋季>夏季,表明绿化树种水分利用效率(WUE)也为春季>秋季>夏季。研究发现:叶片δ13C与比叶面积(SLA)呈显著的负相关(落叶p=6.195×10-8<p=0.01;常绿p=0.002<p=0.01),因此,SLA可以在生产作为叶片δ13C简易代替指标来估计WUE。 展开更多

关键词 绿化树种 叶片δ13c 土壤温湿度 气象因子 比叶面积 水分利用效率

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黄河悬浮颗粒物中类脂生物标志物的组成和稳定碳同位素分布特征及来源研究 被引量：4

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作者 陶舒琴 赵美训 +1 位作者 Timothy I.Eglinton Daniel B.Montlucon 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期73-79,共7页

类脂生物标志物是古环境、古气候研究中一类常用的生物标志物,其稳定碳同位素性质能反映母源先质的来源以及温度、湿度等信息。在中国,类脂生物标志物分子稳定碳同位素对母源体的指示意义的研究大多局限于现代表层土壤中且存在区域限制... 类脂生物标志物是古环境、古气候研究中一类常用的生物标志物,其稳定碳同位素性质能反映母源先质的来源以及温度、湿度等信息。在中国,类脂生物标志物分子稳定碳同位素对母源体的指示意义的研究大多局限于现代表层土壤中且存在区域限制性,河流中的研究工作较少。本研究以黄河为例,自2011年6月~2013年7月期间采集了黄河下游东营站12个表层悬浮颗粒物样品,利用13 C同位素确证了不同类脂生物标志物来源的指示意义。其中长链正构烷烃的δ13 C值在两年调查研究中均呈现冬、春季相对偏正,夏、秋季偏负的季节性变化趋势,且与长链正构烷烃CPI25~33值呈显著的线性负相关,显示了正构烷烃受到偏正的烃源沉积岩贡献。长链脂肪酸(n-C28、n-C30)的δ13 C值无明显的季节性变化,且CPIΣ24~32较低,范围分别为-31.4‰^-32.1‰和-31.1‰^-32.2‰,表明黄河悬浮颗粒物中脂肪酸主要来源于中国北部以C3植被覆盖为主的黄土土壤有机质的贡献,受季节更替新鲜植被源贡献较少。短链n-C17烷烃的δ13 C值季节变化明显,在夏、秋季显示出了明显的偏负的水生藻类源信号,而短链n-C16、n-C18脂肪酸在很大程度上受到δ13 C偏正的水体异养微生物的贡献。 展开更多

关键词 类脂生物标志物 正构烷烃 脂肪酸 碳稳定同位素(δ13 ^c) 黄河 颗粒物

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贵州威宁草海湿地表层沉积物有机质时空分布及其来源辨析 被引量：7

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作者 李林蔚 吴攀 +3 位作者 曹星星 杨诗笛 刘闪 廖家豪 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期153-161,共9页

为探究岩溶湿地生态环境的营养状况及污染物来源,以贵州威宁草海岩溶湿地为例,通过对其不同水文期表层沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布及其稳定碳同位素(δ^(13)C)、稳定氮同位素(δ^(15)N)和C/N的分析,探讨了沉积物有机质... 为探究岩溶湿地生态环境的营养状况及污染物来源,以贵州威宁草海岩溶湿地为例,通过对其不同水文期表层沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布及其稳定碳同位素(δ^(13)C)、稳定氮同位素(δ^(15)N)和C/N的分析,探讨了沉积物有机质的分布特征及来源。结果表明:草海湿地表层沉积物丰水期TOC、TN含量变化范围分别为3.75%~32.71%和0.39%~2.90%,平均值分别为14.34%和1.52%;枯水期TOC、TN含量变化范围分别为1.26%~34.11%和0.18%~2.49%,平均值分别为12.46%和1.12%;丰水期TOC、TN含量略高于枯水期,这与丰水期大量降雨带来的陆源输入有关,同时在空间分布上二者在两个水文期均表现为西南和湖心区域大于东部和西北区域。草海湿地表层沉积物丰水期δ^(13)C、δ^(15)N分布范围分别在-2.55%~-1.97%和0.03%~0.37%,平均值分别为-2.23%和0.24%;枯水期δ^(13)C、δ^(15)N分布范围分别在-2.75%~-1.96%和0.10%~0.46%,平均值分别为-2.35%和0.30%;其中δ^(13)C的空间分布特征表现为东区较西区明显偏负,说明东区污染严重,这是由于东区毗邻县城,污染物来源复杂,沉水植物遭到破坏,使得湖泊自身生产力降低。通过端元混合模型对沉积物来源进行定性和半定量分析,结果表明:草海湿地表层沉积物有机质的主要来源为土壤有机质、浮游藻类及淡水水生植物,同时由于草海岩溶湿地具有较高的初级生产力,沉积物中有机质来自内源的贡献大于来自外源的输入。 展开更多

关键词 草海湿地 有机质 碳同位素(δ^(13)c) 氮同位素(δ^(15)N) 来源

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陕西西沟钼矿床辉钼矿Re-Os年代学和同位素地球化学特征及其地质意义 被引量：6

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作者 杜芷葳 叶会寿 +5 位作者 毛景文 孟芳 曹晶 王鹏 魏征 丁建华 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期728-744,共17页

西沟钼矿床是东秦岭黄龙铺地区近些年新发现和勘查的碳酸岩脉型钼矿床。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英方解石碳酸岩脉中,呈脉状、似层状或透镜状产出。辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英方解石碳酸岩脉中,... 西沟钼矿床是东秦岭黄龙铺地区近些年新发现和勘查的碳酸岩脉型钼矿床。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英方解石碳酸岩脉中,呈脉状、似层状或透镜状产出。辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英方解石碳酸岩脉中,成矿有关的围岩蚀变有钾长石化、硅化、黄铁矿化、萤石化、硬石膏化等。为查明西沟钼矿床的成矿时代、成矿物质来源、成矿机制、确定矿床类型,文章开展了辉钼矿Re-Os同位素测年,同位素地球化学分析。6件辉钼矿样品Re-Os同位素测年结果,模式年龄为(222.3±3.4)Ma^(226.6±3.7)Ma;加权平均年龄为(225.1±1.4)Ma;等时线年龄为(224.6±9.1)Ma,表明该矿床形成于晚三叠世。硫化物和硫酸盐的S同位素组成、重晶石和方解石Sr-Nd同位素组成及方解石C-O同位素组成均指示:西沟钼矿的成矿物质可能主要来源于地幔。根据其与华北陆块南缘其他碳酸岩型钼矿床地质特征、成矿时代和成矿物质来源等对比,确定西沟钼矿床属碳酸岩型脉状矿床。成矿作用发生于扬子板块与华北板块碰撞造山的后碰撞伸展环境,由于软流圈物质上涌诱发富集岩石圈地幔发生低程度部分熔融,所形成的碳酸质流体携带钼等成矿物质上升,在NW-NWW向深断裂带沉淀富集成矿。 展开更多

关键词 地球化学 碳酸岩脉型矿床 辉钼矿RE-OS定年 S-Sr-Nd-c-O同位素组成 西沟钼矿床 东秦岭

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基于稳定同位素技术的新疆伊犁河流域鱼类群落营养级初步研究 被引量：2

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作者 王迪 张燕 +2 位作者 李云峰 倪朝辉 茹辉军 《淡水渔业》 CSCD 北大核心 2023年第3期30-38,共9页

为探究伊犁河流域鱼类群落营养结构动态及层级变化,本研究于2019年湿季(5-6月)和2020年干季(11月)在新疆伊犁河流域13个站位进行鱼类调查。运用稳定同位素δ^(13 )C、δ^(15) N技术分析了伊犁河鱼类的营养级,并对不同支流以及不同摄食... 为探究伊犁河流域鱼类群落营养结构动态及层级变化,本研究于2019年湿季(5-6月)和2020年干季(11月)在新疆伊犁河流域13个站位进行鱼类调查。运用稳定同位素δ^(13 )C、δ^(15) N技术分析了伊犁河鱼类的营养级,并对不同支流以及不同摄食功能群鱼类营养级进行比较分析。伊犁河流域鱼类的δ^(13) C值范围为-33.70‰~-18.51‰,δ^(15) N值范围为5.13‰~17.33‰,营养级范围在1.27~4.07之间,平均为2.54±0.55。湿季鱼类的营养级高于干季,肉食性和杂食性鱼类营养级明显高于其它类群。鱼类营养结构特征指标(氮值范围NR、碳值范围CR、总面积TA、平均离心距离CD、平均最邻近距离、最邻近距离标准差SDNND)显示,伊犁河与特克斯河的鱼类营养多样性较高,揭示种间竞争较少;喀什河营养冗余更高,表明鱼类群落抗外界干扰能力更强。本研究为后期准确全面的评估伊犁河流域鱼类群落结构与功能对人类活动干扰的响应提供了基础依据。 展开更多

关键词 碳、氮稳定同位素 伊犁河流域 营养级

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宁夏针茅属植物叶片碳稳定同位素特征及其影响因素 被引量：4

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作者 刘万弟 李小伟 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2058-2065,共8页

植物叶片δ^(13)C自然丰度能够揭示植物对环境的适应策略。本研究分析了宁夏6种针茅属植物叶片δ^(13)C与环境因子的关系,并量化了气候与土壤因子对δ^(13)C的影响程度,结果表明:宁夏针茅属植物叶片δ^(13)C范围为-28.07‰~-24.56‰,均... 植物叶片δ^(13)C自然丰度能够揭示植物对环境的适应策略。本研究分析了宁夏6种针茅属植物叶片δ^(13)C与环境因子的关系,并量化了气候与土壤因子对δ^(13)C的影响程度,结果表明:宁夏针茅属植物叶片δ^(13)C范围为-28.07‰~-24.56‰,均值为-26.31‰,其中,戈壁针茅δ^(13)值最大(-25.91‰),沙生针茅最小(-27.96‰);δ^(13)C与经度呈显著负相关,随纬度和海拔增加呈先上升后下降趋势;土壤因子单独解释量为32.87%,气候因子单独解释了7.54%,二者共同解释量为34.17%。通过蒙特卡洛检验,土壤全磷(TP)是影响针茅叶片δ^(13)C的最主要因素,土壤全磷与δ^(13)C呈显著正相关,年均温(MAT)、太阳辐射量(SRAD)、土壤容重(BD)与δ^(13)C显著负相关。本研究结果可为揭示温性草原针茅属植物响应气候变化的适应策略及大尺度研究提供基础数据支持。 展开更多

关键词 针茅属植物 δ^(13)c值 碳稳定同位素 环境因子

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