民勤4种主要灌木植物δ13C季节变化及与气象因子的关系

对民勤4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C测定，研究不同荒漠灌木植物叶片/同化枝δ¹³C差异及其季节变化，并探讨植物叶片/同化枝δ¹³C与气象因子之间的关系。结果表明:1）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值不同月份之间存在极显著差异（P＜0.01），除梭梭外，其他3种植物δ¹³C值生长初期（5月）>生长中后期（6-10月）。4 种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值种间差异在5-10月都达到极显著水平（P＜0.01），沙拐枣＞梭梭＞柠条锦鸡儿＞白刺。2）4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值受到物种、月份、物种×月份的影响，均达到极显著水平(P＜0.01)，但受物种的影响最大。3）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值与气象因子的关系因其物种而异；影响梭梭、沙拐枣、白刺、柠条锦鸡儿叶片/同化枝δ¹³C值的主要气象因子分别是平均气温、相对湿度、蒸发量。     

碳同位素技术在陆地土壤碳循环中的应用

碳同位素技术,着重论述了陆生系统中碳循环过程的~(13)C、~(14)C测定的基本原理及相关方法。聚焦同位素法在土壤有机碳、作物光合碳、土壤呼吸等方面的研究进展及应用实例,在此基础上,提出了全球碳循环研究的未来重点:全球背景下光合碳的循环特征;土壤有机碳的来源、分布和周转;土壤呼吸的区分及环境响应问题;大气二氧化碳增多背景下,土壤碳转化与土壤微生物群落结构的关系;~(13)C-PLFA技术的交叉取食风险评估。     

苹果树种植对黄土旱塬土壤蒸发的影响

以陕西长武旱塬为例,分别对研究区农地和5个不同林龄(9、12、16、19 a和23 a)苹果园的土壤剖面氢氧稳定同位素进行测定,利用Craig-Gordon模型定量估算其土壤平均蒸发量,并基于“空间换时间”方法分析果园种植及生长对土壤蒸发的影响。结果表明：农地及9、12、16、19、23 a林龄苹果园的土壤蒸发量均随苹果树的种植及生长呈现先减少再增大的趋势,年均蒸发量分别为129、104、89、119、128、136 mm;苹果园的土壤蒸发量变化与叶面积指数呈显著负相关(R=-0.713);苹果园种植的前中期(9～12 a)土壤蒸发量随叶面积指数增加逐渐减小,而在中后期(12～23 a)深层土壤水被大量消耗造成的干旱胁迫使得果树叶面积减少,从而导致林下土壤蒸发量又逐渐增大。     

土地利用变化对土壤水补给来源影响研究

为探究不同植被类型深剖面土壤水补给来源,以黄土区长武塬为研究区,采集两种土地利用方式(农地、18 a苹果园、26 a苹果园)下20 m深土壤剖面,测定土壤水及其稳定性和放射性同位素含量,基于同位素方法对不同土地利用类型下不同深度土壤水来源进行溯源分析。研究表明：(1)苹果园土壤水含量明显低于农地,说明果园耗水强度更大,对深层土壤水影响更为显著。(2)农地、18 a和26 a苹果园下降水偏移量分别为-22‰、-20‰和-6‰,说明降水补给土壤水后受到蒸发作用影响,且农地土壤水比果园受到的蒸发效应更强。(3)该区土壤水补给主要以活塞流为主;对于补给不同深度土壤的可能水源,6 m以下补给水的同位素组成(δ²H=-83.8‰,δ¹⁸O=-12.1‰)较0～6 m (δ²H=-68.8‰,δ¹⁸O=-10.1‰)更为贫化,且6 m以下补给水的氢氧稳定同位素组成与日降水量≥50 mm·d^-1的降水更相似。与农地(δ²H=-70.6‰,δ¹⁸O=-...     

林龄、叶龄对亚热带杉木人工林碳氮稳定同位素组成的影响

[目的]研究5个不同林龄(3,8,14,21,46年)、不同叶龄(当年生、1年生、2年生、3年生)杉木人工林叶片的碳、氮稳定同位素组成,并根据它们对氮循环等过程的指示作用来探索不同林龄、叶龄杉木人工林氮循环过程及氮饱和程度的差异,从而为不同生长阶段杉木人工林制定施肥措施提供科学依据.[方法]以福建南平峡阳林场5块相互毗邻的不同林龄杉木人工林为研究对象,在每个林龄的林分内分别设置4个20 m ×20 m的试验小区.分别采集不同林龄杉木活叶并根据“主干法”将采集的杉叶分为不同叶龄,然后在每个小区内采集0 ～ 10 cm深度土层的土样,用同位素质谱仪测定它们的碳、氮稳定同位素组成(δ13C,δ15N),用碳氮元素分析仪测定叶片氮含量,叶片15N富集指数由叶片δ15N值减去相应的土壤δ15N得到.[结果]叶片δ15N值的变化范围为-2.52‰～2.81‰,叶片氮含量的变化范围为7.72％～13.5％,二者在不同林龄间均具有极显著差异,并均呈现出幼林和老林较高、处于速生期的林分较低的趋势,且叶片δ15N值与叶片氮含量之间存在显著的相关性,但不同叶龄叶片δ15N值间则不具有显著差异;不同林龄叶片的15N富集指数存在显著差异,呈现出幼林与老林叶片15N富集指数较接近于0的趋势;叶片δ13C的变化范围为-29.93‰～-27.88‰,不同林龄间差异不显著,但同一林龄不同叶龄叶片的δ13C则有显著差异,且有随着叶龄增大而减小的趋势.[结论]不同林龄叶片δ13C差异不显著但呈现幼年较低的趋势,可能是不同树高导致不同林龄杉木水分利用效率间的差异所致,而同一林龄不同叶龄杉木δ13C间的显著差异则可能是光合作用效率不同造成的.不同林龄在叶片δ15N、叶片氮含量、叶片15N富集指数间的显著差异均指示出处于速生期的林分氮饱和程度显著低于幼林和老林,这说明虽然我国亚热带地区氮沉降现象严重,但氮素仍是限制处于速生期杉木人工林生长的因素.     

滴灌紫花苜蓿根层水分稳定同位素特征分析

为了明确滴灌紫花苜蓿根层水分运移,进一步阐明滴灌节水机理,采用液态水稳定氢氧同位素技术,分析了滴灌紫花苜蓿根层水分稳定氢氧同位素分布特征。结果表明,紫花苜蓿根层水分稳定氢氧同位素在下层富集,且随土壤剖面深度的增加同位素富集量有增加的趋势。滴灌条件下,紫花苜蓿根层发育有较多细根,可迅速而高效地利用灌溉水,灌溉后紫花苜蓿对灌溉水的利用不明确偏向于某一深度土层,根层内各土层土壤水均有利用。灌溉前土壤干旱时,滴灌紫花苜蓿以30 cm上下土层土壤水作为主要水分来源的概率较高。     

两种模型分析方法下冬小麦根系吸水深度的对比研究

为了研究冬小麦根系吸水深度,应用塑料管土柱法在田间进行冬小麦种植试验,测定了冬小麦越冬期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期不同土层深度土壤水稳定同位素值,并应用耦合模型和IsoSource多元线性模型对比分析了水源贡献率。结果表明,冬小麦在越冬期、返青期主要利用0~20 cm土层的土壤水,拔节期主要吸水深度为0~40 cm;抽穗期,基于耦合模型的主要吸水深度为0~40 cm,基于IsoSource多元线性模型的为0~40 cm和80~180 cm;灌浆期,基于耦合模型和IsoSource多元线性模型的主要不同吸水深度为180~200 cm,且基于耦合模型的该层贡献率明显高于IsoSource多元线性模型;成熟期主要利用0~40 cm和80~100 cm土层的土壤水,基于2种模型的分析结果相同。应用耦合模型求解贡献率,当分组较多且组间水稳定同位素差异较小时,应结合其他方法来保证其准确性。     

矿业废水污染土壤的稳定硫同位素证据

本研究以受矿业活动酸性废水污染的农田土壤为研究对象,通过监测土壤剖面的p H值和稳定硫同位素组成,来分析工业污染对土壤硫的影响。研究发现:p H值和稳定硫同位素组成之间存在明显的相关性,这将为深入研究矿业活动对土壤环境的影响提供科学依据。     

蒙古鲌食性转变的稳定性同位素研究

采用稳定性同位素分析并结合胃肠内容物鉴定,探讨了小江水域渠马镇至黄石镇段蒙古鲌食物组成。结果显示,体长<200 mm的小个体蒙古鲌δ¹³ C、δ¹⁵ N值分别为(-24.50‰±1.15‰)、(12.17‰±1.54‰),食性类型为杂食性偏肉食性,营养级为2.9;体长>200 mm的大个体蒙古鲌δ¹³ C、δ¹⁵ N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δ¹³ C、δ¹⁵ N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。