东海中北部游泳动物稳定碳氮同位素研究

利用稳定同位素方法分析2009年夏季东海中北部23种游泳动物的类群差异、种间和种内变异。结果显示,东海北部游泳动物种间C、N同位素比值变化范围较大,δ15N值范围为6.9‰~13.4‰,1δ3C值为-20.7‰~-14.7‰。其中虾类生物1δ3C平均值为(-17.06±1.43)‰,δ15N平均值为(10.26±0.84)‰;头足类生物1δ3C平均值为(-16.54±0.97)‰,δ15N平均值为(11.68±0.62)‰;小型鱼类δ13C平均值为(-16.27±0.84)‰,δ15N平均值为(10.36±1.25)‰;大中型鱼类δ13C平均值为(-16.89±1.32)‰,δ15N平均值为(11.25±1.03)‰。方差分析结果显示,4个类群的稳定C、N同位素比值具有显著差异(P<0.01)。种内不同个体间也存在较大差异。线性回归表明鹰爪虾(Trachypenaeus curvirostris)、戴氏赤虾(M etapenaeopsisdalei)、脊腹褐虾(Crangon affinis)、小黄鱼(Larim ichthys polyactis)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)和黄鮟鱇(Lophius litulon)6种游泳动物体长和1δ3C值之间存在显著的相关关系,脊腹褐虾、小黄鱼、银鲳(Pampusargenteus)和白姑鱼(Argyrosomus argentatus)4种动物1δ5N值随体长增加发生显著变化。此外,1δ5N值与种间大小格局也具有显著相关性。稳定同位素分析结果表明,东海游泳动物生态位重叠现象明显,种类摄食特化程度不高,营养结构正趋向简单化。     

基于15N稳定同位素技术的斜生栅藻对硝氮和氨氮吸收研究

硝氮(NO3--N)和氨氮(NH4+-N)是水体中无机氮的主要形态。利用15N稳定同位素技术研究了斜生栅藻(Scendesmus obliquus)对NO3--N和NH4+-N的吸收特征。结果显示,在相同浓度条件下,斜生栅藻对NH4+-N的吸收速率显著高于对NO3--N的吸收率,在180min的试验中,对15NH4+-N的吸收速率为0.62～1.15μmol/(g·min);对15NO3--N的吸收速率为0.08～0.15μmol/(g·min)。在NO3--N和NH4+-N2种形态氮源同时存在的混合组中,斜生栅藻对NO3--N的吸收速率[0.12～1.00μmol/(g·min)]显著低于NO3--N作为唯一氮源的单一组[0.78～1.23μmol/(g·min)],表明NH4+-N的存在对藻类吸收NO3--N有抑制作用。在14NO3--N和15NO3--N同时存在时,斜生栅藻优先吸收14NO3--N,产生同位素分馏效应,但不同形态氮对藻类氮吸收的影响远远大于同位素的影响。     

应用稳定同位素技术分析枸杞岛近岸海域褐菖鲉的食性

为获知褐菖鲉的食性,本研究应用碳、氮稳定同位素技术分析了不同季节和发育阶段褐菖鲉的摄食习性,并评估了浮游动物、端足类、虾蟹类和小型鱼类等饵料生物对褐菖鲉的营养贡献。结果显示,枸杞岛近岸海域4个季节褐菖鲉的δ~(13)C值为–18.2‰~–14.7‰,平均值为–15.6‰;δ~(15)N值为3.3‰~9.9‰,平均值为7.9‰;单因素方差分析显示,褐菖鲉的δ~(13)C值和δ~(15)N值在不同季节之间差异都不显著,说明不同季节之间褐菖鲉的食性差异不大。对褐菖鲉全长和碳、氮稳定同位素比值进行线性回归分析,显示其δ~(13)C值和δ~(15)N值随全长变化都极显著,表明不同发育阶段褐菖鲉的食性差异极显著。聚类分析将不同全长的褐菖鲉分为3组,其中0~19 mm为一组,20~79和80~109 mm为一组,110~199 mm为一组,ANOSIM分析3组之间的差异极显著。褐菖鲉的δ~(13)C值与虾蟹类和鱼类等饵料类群δ~(13)C值较接近,应用Iso Source软件分析饵料类群的营养贡献时发现,麦秆虫对褐菖鲉的的营养贡献均值最大,为22.3%,鱼类、虾蟹类等饵料类群的营养贡献均值都超过了12%。枸杞岛近岸海域褐菖鲉的平均营养级为3.18,属于低级肉食性鱼类,主要摄食麦秆虫、鱼类和虾蟹类,是底栖动物食性,而非浮游动物食性。     

稳定同位素法研究大竹蛏D形幼虫、稚贝和幼贝的食性

2016年5月在工厂化育苗池水温18.5℃、盐度26.8、pH 7.9和溶解氧6.7mg/L下,采集进水的悬浮颗粒、浮游植物、饵料藻类角毛藻、等鞭金藻、新月菱形藻和大竹蛏的D形幼虫、稚贝和幼贝(壳长5~8mm)样品,检测所有样品的δ~(13) C和δ~(15) N值,探究各种饵料在不同发育阶段大竹蛏中的贡献率。结果发现,大竹蛏的D形幼虫、稚贝和幼贝的δ~(13) C值分别为(-23.272±0.042)‰、(-22.317±0.058)‰和(-21.856±0.108)‰,δ~(15) N值分别为(9.467±0.001)‰、(9.873±0.073)‰和(10.385±0.036)‰。运用IsoSource线性混合模型计算出悬浮颗粒、浮游植物、角毛藻、等鞭金藻、新月菱形藻对大竹蛏D型幼虫的平均贡献率分别为21.4%、21.8%、21.1%、13.3%和22.3%;对稚贝的平均贡献率分别为15.8%、19.1%、22.3%、27.7%、15.1%;对幼贝的平均贡献率分别为14.0%、16.4%、19.5%、37.1%和13.0%;试验结果表明大竹蛏D形幼虫喜食角毛藻和新月菱形藻,稚贝喜食等鞭金藻和角毛藻,幼贝喜食等鞭金藻。     

三峡库区干—支流作用下草堂河氢氧同位素时空分布的环境意义

为了对三峡水库干—支流水体及营养盐交换的定量估算提供一种快捷有效的方法,对草堂河与三峡水库干流水体进行了氢氧同位素的特征分析,并在此基础上利用二元线性混合模型对水体营养盐交换进行了定量分析。通过对三峡库区典型短小型支流草堂河与临近干流断面氢氧同位素时空分布及水体营养盐含量的测定,估算水库各个运行时期干流对草堂河支流的水体贡献量,进而探讨干流水体对草堂河支流的TP、TN贡献量。结果表明:草堂河来自于干流的水量补给率为96.4%,源头水量补给仅占3.6%;另对邻近长江干流和草堂河支流点位营养盐含量分析显示TP的补给基本来自于干流,且TP、TN全年变化趋势草堂河与邻近长江干流基本一致。支流源头TP要明显低于回水区,TN仅在夏季和10月份有突增,说明源头来水水质较好;估算出邻近长江干流对支流全年TP的补给量为25.59 t,TN的补给量约为479.57 t。     

亚洲中部高山降水稳定同位素空间分布特征

为了揭示中亚高山地区大气降水稳定同位素的时空分布特征，开展不同尺度下干旱区水文循环的研究，分析了亚洲中部天山、昆仑山、祁连山地区18个站点的降水氢氧稳定同位素资料。结果表明：天山、昆仑山和祁连山地区降水稳定同位素季节变化较为明显，表现出夏半年高、冬半年低的变化趋势。3个地区降水稳定同位素的空间分布也呈现出显著的季节差异。除昆仑山外，天山和祁连山大气降水线方程的斜率均低于全球大气降水线，说明这些地区的降水受到较强的蒸发影响。研究区各站点降水稳定同位素均呈显著的温度效应，区域内降水量效应不明显。春、夏季昆仑山地区3站点的降水δ¹⁸O高程效应较明显，降水δ¹⁸O随海拔上升而降低，其余地区没有明显的高程效应。除昆仑山地区西合休外，亚洲高山地区氘盈余(d值)总体表现出冬半年高，夏半年低的变化趋势。     

稳定同位素和元素指纹分析在白术产地溯源中的应用

为解决道地药材白术的产地溯源问题,本研究采用稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定了6个产地168种白术中δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O和δ³⁴S值及41种矿质元素含量,并结合化学计量学对不同产地白术进行鉴别。结果表明,线性判别分析(LDA)可以区分6个产地的白术。基于不同变量共建立7种不同判别模型,其平均交叉验证率分别为:稳定同位与素(88.17%)、矿质元素(98.67%)、常量矿物元素(41.83%)、 痕量矿质元素(99.33%)、稳定同位素与矿物质元素(100%)、稳定同位素与常量矿质元素(91.83%)以及稳定同位素与痕量矿物质(98.83%)。其中,δ¹⁸O、 δ³⁴S值以及Li、Dy、Sm、Er等稀土元素是影响判别的主要因素,主要由产地地理位置、气候条件和土壤类型决定。综上,基于稳定同位素、矿质元素和化学计量学的方法可对不同产地白术进行产地溯源。     

蓄水坑灌下施肥管理方式对 土壤矿质氮分布及苹果产量的影响

为了探究蓄水坑灌下不同施肥管理方式下土壤矿质氮及肥料氮素的分布规律,并为苹果园氮肥管理方式的优选提供参考,本试验设置4个处理,包括两个施氮量水平(300; 600kg/hm~2),两个施肥次数(单次施肥;两次施肥)以及两种灌溉方式(地面灌溉;蓄水坑灌)。通过苹果园原位试验,检测不同土层中氨氮和硝氮的含量,同时利用~(15)N同位素示踪技术,检测不同土层中的肥料氮素的丰度,分析土壤中肥料氮素的分布规律,以及不同灌溉施肥管理方式下,苹果产量的响应。结果表明:①蓄水坑灌条件下,施肥量的增加明显提高0～60 cm土层氨氮含量和80～160 cm土层硝氮含量;而分次施用可以有效减少氨氮的大量累积,同时也可以在一定程度上增加硝氮含量。土壤氨氮和硝氮均主要集中于土壤中层,分别占比52.87%和56.06%。蓄水坑灌法促进土壤矿质氮集中于苹果根系吸收层。②地面灌溉条件下,肥料氮素主要集中于0～60 cm土层中。蓄水坑灌处理中,肥料氮素明显向下扩散,0～100 cm土壤中肥料氮素占比95.75%。蓄水坑灌可以有效促使肥料氮素扩散至中层土壤,并显著减少0～40 cm浅层土壤肥料氮素累积。③相较于地面灌溉,蓄水坑灌可以有效提高产量,约13.7%。同时,可以提高可溶性固形物含量,约29.8%。因此,在试验条件下,最优施肥管理方式为中施氮量(300 kg/hm~2)同时采用两次施肥的管理方式。     

兰州市区地热水地球化学特征分析

兰州市区地处民和-兰州坳陷盆地东端的中生代断陷盆地内。盆地内断裂构造发育,为地热水的形成创造了有利条件。文中基于兰州城区地下热水的水化学基本特征,评价了地热水的结垢趋势与腐蚀性,以地球化学温标法估算了地热水热储温度,分析了地热水的同位素特征,探讨了水化学成因。兰州城区地热水的温度为37-74℃,矿化度3.89-45.93g/L,属于中低温高矿化度水热资源,水化学类型以Cl-Na型和Cl-Na·Ca型为主,且富含锶、偏硅酸等特殊组分。地热水来源于兰州市城区西南一带的早白垩系砂岩、砾岩等出露区的大气降水补给。     

亚热带典型植物水分利用来源变化的水稳定同位素分析

旨在揭示亚热带湿润地区不同植物水分利用来源和了解区域森林系统水文循环过程,以长沙地区典型常绿植物樟树、刺杉和野茶花为研究对象,利用稳定同位素技术及Iso-source混合模型定量分析不同植物水分利用特征及其对降水的响应。结果表明:在2018年9月至2019年2月的观测期内,0-10 cm土壤水中δD与降水中δD的变化趋势基本一致,均随时间变化逐渐偏正。随深度的增加,土壤水中δD受降水影响的程度逐渐减小并趋于稳定。在9-11月,3种植物对降水响应程度低,植物茎杆水中δD并未随降水中δD表现出明显偏正的趋势,在12月至翌年2月,3种植物对降水响应明显,植物茎杆水中δD与降水中δD变化趋势一致。观测期内3种植物水分利用深度均随时间变化由深变浅。在9月,3种植物主要利用60-100 cm土壤水,利用比例均超过65%。在10-11月,3种植物水分利用状况存在显著差异,樟树对0-10,10-20,20-60,60-100 cm 4个土层的水分利用较均匀,利用比例分别为28.2%,23.5%,22.0%,26.3%;刺杉主要利用0-10,60-100 cm土壤水,利用比例分别为56.4%和22.2%;林外野茶花主要利用0-20 cm浅层土壤水,利用比例为67.4%。在12月至翌年2月,3种植物主要利用0-10 cm土壤水,利用比例均在70%以上。