C3植物碳同位素在旱季和雨季中的变化

通过对C3植物在旱季和雨季的碳同位素测定，在尽可能将其它因素影响分离开的自然环境下，主要研究了降水因素对植物碳同位素组成的影响。结果显示，C3植物在旱季的δ^13C组成较雨季明显偏重，同时发现，不同植物种的δ^13C组成在旱季与雨季中的变化程度不一样，说明不同植物种对水分变化的响应程度有差别。     

南沙渚碧礁生态系营养关系的稳定碳同位素研究

利用稳定碳同位素分析技术研究了南沙渚碧礁生态系食物网主要生物类群之间的营养关系。结果表明，生物的稳定碳同位素组成与其营养来源有密切关系。浮游植物的δ^13C为-18.3‰，与其所处海域的环境条件一致，浮游动物的δ^13C值变化较大，范围为-20.4‰～-10.9‰,表明可能存在浮游植物和碎屑两种营养来源。珊瑚和砗磲的碳同位素组成（-17‰～-15‰）与浮游动物相差较大，暗示共生虫黄藻可能在这些珊瑚的营养来源中起重要作用。底栖海参（-9.6‰)和蜘蛛螺（-12.5‰)的碳同位不比组成与它们沉积物食性的营养特征吻合。鱼类的δ^13C值变化范围较大（-17.7‰～-10.9‰），未表现出随营养级升高而增大的趋势，说明影响鱼类碳同位素组成的因素比较复杂。     

北美洲东南近海布莱克海岭中气体水合物赋存沉积区域内自生碳酸盐矿物的分带特点

自生碳酸盐矿物的分布特点，是体现孔隙水地球化学特征的一个侧面。在布莱克海岭气体水合物赋存的沉积区域里(ODP994#、995#、997#)就利用这点来评价成岩作用。碳酸盐矿物的分布特点揭示了三个独特的成岩分带：(1)在上部20mbsf (bsf：below seafloor，海底以下深度)处的碳酸盐矿物主要是生物成因的，没有显示成岩作用的存在。这个区域的方解石FOC和8180值(PDB)反映了海相碳酸盐的特点，是与海水平衡的条件下沉淀形成的；(2)在20mbsf和100mbsf深度，方解石的FOC值明显呈现负数(低至-7．0‰)，自生白云石较普遍可见(2—40wt％)，δ^13C值在3．6‰～13．7‰之间；(3)在，100mbsf以下，白云石从含量丰富减低至微量分布，而分散状的菱铁矿成为主要出现的矿物。菱铁矿的δ^1C和δ^18O值分别在5．0‰～10．9‰、2．9‰～7．6‰之间变化。把溶解无机碳(DIC)的δ^1C剖面分布特点和孔隙水的浓集梯度趋势与自生碳酸盐矿物的δ^13C和δ^18O值对比，我们发现，自生碳酸盐矿物在一个独特的深度区域里形成，呈带状分布。在20mbsf深度及以下，无机碳的δ^13C DIC出现最小负值(≤-38‰)、方解石白云石出现δ^13C负值，这种现象的出现是伴随着孔隙水碱度的增加、硫酸盐的亏损和孔隙间Ca^ 2 、Mg^ 2 离子的减少一起发生的，这表明自生方解石和自生白云石的形成是在硫酸盐还原带的底部开始(21mbsf左右)而在100mbsf附近深处大量出现。菱铁矿的形成很显然是在120～450mbsf之间发生，这个区间在气体水合物赋存的沉积物区域内和上部(赋存区域200—450mbsf)。菱铁矿的δ^13C和δ^18O值从它们出现的薄层一直到沉积物底部都几乎一致。然而，现在孔隙水中的δ^13C DIC仅仅与120～450mbsf间的菱铁矿的δ^13C值相似。此外，从菱铁矿中计算出来的与之平衡的δ^18O值与120～450mbsf区段处菱铁矿的δ^18O测量值很好地匹配起来。该区段以高碱度(40-120mm)、低Ca^ 2 、Mg^ 2 浓集度为特征，这符合菱铁矿的形成条件。     

62kaBP以来湖光岩玛珥湖沉积物有机碳同位素记录及古气候环境意义

湖光岩玛珥湖HUG-B孔岩心记录了62kaBP以来的古气候、古环境变化信息。全岩有机碳同位素组成(δ^13CTOC)分析表明，62kaBP以来δ^3CTOC值变化比较明显，其变化范围为-28．5‰～-15．5％0。结合孢粉和有机地球化学指标进行综合分析，湖光岩玛珥湖δ^13CTOC变化曲线可划分为6个演化阶段：62～58和48～40．5kaBP两个时段的δ^13CTOC值偏负，沉积物中有机质主要来源于热带-亚热带地区的陆生C13森林植被，反映了温暖潮湿的气候环境；58～48和40．5～17．2kaBP期间δ^13CTOC值明显偏正，沉积物中有机质主要源自C4草本植物，反映了湖光岩地区有效降水量减少、干旱程度增加导致湖光岩玛珥湖湖面下降，大量C4草本植物生长在暴露的湖滨岸；17．2～4kaBP时段内δ^13CTOC值尽管存在更加频繁的波动，但总体呈现逐渐偏负的趋势，反映了暖湿和冷干气候多次交替但总体上逐渐变暖、变湿的气候环境；4kaBP以来δ^13CTOC值存在逐渐偏正的趋势，虽然不排除人类活动的影响，但很可能反映了干旱程度的再次增加。综合分析表明，有效降水量(降水量-蒸发量)是控制湖光岩玛珥湖地区C3／C4植物相对生物量变化的主导因素。湖光岩玛珥湖有机碳同位素的研究结果支持区域气候环境而不是大气CO2浓度变化是末期冰期以来热带低纬度地区C3／C4植被相对生物量变化的主要原因。     

珠江口不同沉积有机质的来源及相对含量

通过分析珠江口表层沉积物的C、N元素及C、N稳定同位素,发现其总有机碳(TOC,干重％)含量为0．06％-1．02％,其中深圳湾-内伶仃岛-澳门和珠海附近海域及香港、大亚湾附近海域表层沉积物中的TOC含量较高。总氮(TN,干重％)含量为0．03％-O．19％,TOC和TN的比值范围为1．36-7．84,反映了沉积有机质的混合来源。沉积物的^15N值为3．86‰-6．39‰,δ^13Corg值为-24．76‰--21．98‰,表明珠江口的沉积有机质主要来源于海洋有机质和陆源有机物。从河口向西,δ^13Corg值偏轻,表明由河流带入的陆源有机质受科氏力作用主要在珠江西岸沉积。     

2.5Ma以来黄土稳定同位素记录的植被及夏季风变化

洛川剖面2.5Ma以来有机碳同位素组成显示δ13 C值的变化范围为-18.7%～-23.5‰;剖面有机碳同位素变化可分为3个阶段,均与磁化率曲线对应且呈现一致的冰期-间冰期波动。表明研究区第四纪以来主要为C3植物为主的C3、C4混合草原植被类型;黄土序列有机碳同位素δ13 C值对应磁化率曲线在冰期—间冰期尺度上较好地记录了夏季风强度变化;与段家坡和渭南剖面有机碳结果对比显示,2.5Ma以来3个剖面在构造尺度上均出现了两次明显的转变。     

秋茄和榕树叶片中正构烷烃分布和单体化合物δ13C值及其光合作用

对深圳福田、阳江、海南新竹红树林秋茄Kandelia candel及海口榕树Ficusm icrocarpa叶中类脂物进行萃取,分离出正构烷烃,通过气相色谱(GC)及色谱-质谱(GC MS)分析,测出了正构烷烃的碳数分布和相对含量.气相色谱-稳定同位素比质谱仪(GC-IRMS)测定了正构烷烃单体化合物的稳定同位素组成δ13C.秋茄叶和榕树叶正构烷烃的碳数分布均为C17C33,主要集中在C23-C31(＞90%).化合物含量最高为C27的有深圳福田秋茄、海南新竹秋茄、海口榕树,而阳江秋茄为C25.单体化合物的稳定同位素δ13C深圳福田秋茄为-31.42‰-34.48‰,阳江秋茄为-31.69‰-33.62‰,海南新竹秋茄为-30.30‰-33.04‰,海口榕树为-29.92‰33.56‰;平均值分别为-32.95‰、32.67‰、31.67‰、-31.74‰.结果表明,秋茄和陆地植物榕树的光合作用都是通过C3途径,是典型C3植物.     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海珊瑚礁生态进行调查，采集了永署礁和渚碧礁生态系统中不同营养极的生物样品，测定了它们的稳定同位素^13C的丰度δ13C,结果表明，永署礁中的δ13C沿着的链有明显的增加趋势，渚碧礁则不明显，渚碧礁生态系中δ13C的平均值为－17．7‰），这主要与生物种群的差异，纬度变化及环境因子有关。底枉性鱼类比游游性鱼类的δ13C相对高，对于肉食的珊瑚礁鱼类来说，不型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类，这可能是由于代谢反应差异引起的，作为代谢的主要器官肝腑的^13C有更高的富集度，温度，生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用。     

南沙珊瑚礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊瑚礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素13C 的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C的平均值为-17.7‰,明显高于永暑礁(-19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关.底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C相对高.对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的.作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度.温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用.     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ_(13C)的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊湖礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素 13C的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C 沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C 的平均值为 -17.7‰,明显高于永暑礁( -19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关。底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C 相对高。对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的。作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度。温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3 还是C4 植物为主对生物体内的δ13C 起决定作用。     

南海北部陆坡九龙甲烷礁冷泉碳酸盐岩沉积岩石学特征

本文对南海北部陆坡九龙甲烷礁采集的两个冷泉碳酸盐岩样品TVG-1和TVG-11进行了矿物学、岩石学和碳氧同位素分析研究。X射线衍射分析（XRD）结果表明，自生矿物主要为文石、白云石和高镁方解石等，碎屑矿物含量较少。TVG-11中存在大量的文石，而TVG-1只保留了已转化为方解石的文石假象，据此可以推断TVG-1的形成要早于TVG-11。扫描电镜（SEM）显微结构特征显示，自生矿物主要是通过细菌的厌氧氧化作用，直接从冷泉中沉淀出来的。碳、氧同位素测试结果显示，碳酸盐岩具有强δ^13C亏损和一定程度的δ^18O富集的特征，TVG-1和TVG-11的δ^13C值分别为-46．22％。和-52．88％，均低于-40%，表明碳源于微生物作用的甲烷厌氧氧化，是指示该海域存在冷泉的重要证据；TVG-1和TVG-11的δ^18O值分别为3．19‰和4．07‰，存在一定程度的δ^18O富集。碳氧同位素和矿物的显微结构特征都说明九龙甲烷礁碳酸盐岩是烃类渗漏微生物作用而形成的自生碳酸盐岩，可能是天然气水合物分解引起的沉积，显示该区存在水合物的可能性很大。     

南海南部水体和沉积物中的浮游有孔虫氧碳同位素分析

通过对2002年南海南部春季水体和表层沉积物中浮游有孔虫的δ^18O和δ^13C分析，初步探讨该区有孔虫氧碳同位素的海洋环境指示意义及其与沉降过程的关系。结果表明，南海南部春季表层水体中Gltbigerinoides ruber （G．ruber）与Globigerinoides sacculifer（G．sacculifer）的δ^18O均值基本相似，相对它们在表层沉积物中的δ^18O明显要小；但在表层沉积物中G．ruber的δ^18O则比G．sacculifer相对要小0．34‰。这种差异可能与G．sacculifer的配子生殖二次钙化以及2个种属的季节性差异有关。Pulleniatinaobliquiloculata（P．obliquiloculata）的δ^18O在沉积物和水体中均较G．ruber和G．sacculifer明显偏大，表现出较大的种间差异。P．obliquiloculata的δ^18O在春季水体中比其在沉积物中平均约小0．7‰，差值较大，可能是因为P．obliquiloculata为冬季种，主要出现在冬季低温水体中。3种浮游有孔虫的δ^13C以G．sacculifer最大，G．ruber次之，P．obliquiloculata最低，这种差异可能主要由属种间的生命效应所引起。表层沉积物中G．ruber和G．sacculifer的δ^18O从区域的西北往东南有逐渐变小的趋势，可能受区域年均表层水温西北低东南高的影响。在上升流发育区，P．obliquiloculata的δ^18O和δ^13C均明显偏高，其δ^13C与水体营养的关系与南海北部的明显相反，有待进一步深入研究。     

南海中部沉积物捕集器中浮游有孔虫的稳定同位素分析

通过对南海中部沉积物捕集器中浮游有孔虫的氧，碳稳定同位素分析，探讨了它们与海洋学参数之间的关系。分析结果显示，G.ruber的δ^18O值和δ^13C值都比G.sacculifer的轻；两者的δ^18O差值（△δ^18O)平均为0.520‰，δ^13C差值（△δ^13C)平均为0.544‰，证明G.ruber的生活水深（约30m)比G.sacculifer的（约50m)浅。G.ruber与G.sacculifer之间的△δ^18O呈现夏季大，冬季小的特点，可能与海水的垂向温度梯度在夏季较大有关，G.ruber幼体的δ^13C比成年个体的轻，幼体的δ^18O比成年个体的重，揭示了该种在繁殖期前，随着个体发育，生活的水层深度逐渐变浅。     

南海北部浅表层沉积底栖有孔虫碳同位素及其对富甲烷环境的指示

对南海北部陆坡东沙海域、神狐海域及西沙海槽甲烷渗漏环境和无甲烷渗漏环境87个浅表层沉积物中的底栖有孔虫Uvigerinaspp.进行碳同位素分析研究,结果表明,东沙海域δ13C值为-0.52‰~-5.68‰,平均值为-1.41‰,出现明显的负偏移;神狐海域δ13C值介于-0.36‰~-1.10‰,平均值为-0.75‰,未见明显的δ13C值负偏移;西沙海槽δ13C值介于-0.01%~-0.89‰,平均值为-0.45‰;对Uvigerinaspp.碳同位素组成与沉积物有机碳(TOC)、甲烷(CH4)间的关系进行探讨,发现δ13C负偏移主要出现在甲烷渗漏环境,发生在末次盛冰期,与溶解无机碳负偏移以及沉积物全样的δ13C值负偏移层位相吻合,有可能作为富甲烷环境的替代指标。     

南海表层沉积钙质超微化石氧碳同位素研究

对南海34个站位表层沉积中的钙质超微化石进行了氧碳稳定同位素分析.结果表明,钙质超微化石δ^18O化范围为-2.656‰～0.006‰,平均为-1.517‰;δ13C值变化范围为-1.510‰～0.778‰,平均为0.140‰.通过与有孔虫同位素分析结果相比较,发现钙质超微化石δ^18O高于浮游有孔虫而低于底栖有孔虫,δ13C值低于浮游有孔虫而高于底栖有孔虫.从平面分布来看,南海表层沉积钙质超微化石氧同位素在东北和西南各存在一个小于-1.5‰的低值区,碳同位素在东北存在一个小于0的低值区.钙质超微化石与有孔虫同位素值的差异性可能与其生命效应及生活环境有关.而钙质超微化石与有孔虫同位素平面分布规律上的不同也揭示了海水温度、盐度、营养水平等海洋参数可能对超微化石和有孔虫同位素的分馏起不同控制作用.     

西沙群岛东岛潟湖沉积物碳、氮元素地球化学特征及其指示的环境变化

根据对西沙群岛东岛潟湖沉积柱样DD-01粒度特征,210Pb年代学,C、N元素地球化学,有机碳同位素（δ13C）以及生物残留组分的分析,探讨了东岛沉积环境的演变。结果显示,沉积柱剖面自下而上可分成4段:（1）34~40 cm的沉积层受鸟粪影响较大,TN、TOC含量分别介于0.15%~0.27%及1.78%~2.8%,δ13C值介于-24.86‰~-23.84‰,可见大量鸟粪沉积,植物颖果以及淡水相介形类残体;（2）28~34 cm （年代约132 a BP）的沉积层中淡水相的介形类以及植物颖果和鸟粪沉积几乎绝迹,海相有孔虫以及海胆刺残体数量激增,TN含量介于0.05%~0.06%,TOC含量在0.4%~1.17%之间,分别降至相对低值;δ13C值变轻,介于-25.95‰~-25.45‰;平均粒径较粗,稳定在1.3Φ左右;TIC含量较高,介于10.95%~11.26%,接近纯净碳酸盐的含量。C、N元素的含量较上下层位均出现了剧烈的变化,这可能受到了海洋沉积动力事件影响,使得东岛的生态环境产生了剧烈的变化;（3）19~28 cm 深度,TN、TOC出现增加的趋势,沉积物中又重现植物颖果及其残体,此段沉积物更多受到牛粪的影响,δ13C值保持在较轻的水平;（4）19 cm（年代约90 a BP）处至表层,TN、TOC含量快速波动增长,受到鸟类种群恢复带来的大量鸟粪输入的影响,δ13C的值也出现了变重的趋势。     

稳定同位素在天然气水合物地球化学勘查中的应用简介--以"布莱克海隆"海区为例

介绍了国外在布莱克海隆（包括ODP164航次994、995、997站位）进行天然气水合物勘查过程中应用稳定同位素的研究实例；通过对这3个站位样品的甲烷、CO2、DIC（dissolved inorganic carbon)、有机碳以及自生碳酸盐的δ^13C分析，指出浅部（0－30m)甲烷和DIC的δ^13C值随深度迅速降低又迅速升高的变化可以作为天然气水合物存在的地球化学指标。994站位孔隙水δ^18O值深度从0.30‰下降到-0.37‰；氢同位素δD随深度略有下降（从11‰到-12‰），这与水合物形成时氢氧重同位素相对富集于固相有关，表明天然气水合物的存在。997站位δ^37Cl从海底沉积物表层以下30m处为接近海水的最大值0，至钻孔底746.85m处降为-3.68‰，可能也与天然气水合物的形成有关。     

北京地区近70年来白皮松树轮纤维素的碳稳定同位素与气候变化

对采自北京大学校园内的白皮松（Pinus bungeana)树轮α-纤维素的δ^13C进行了分析，结合北京气象台的气象记录，建立树轮δ^13C与气候各要素的回归方程，重建值与观测值吻合较好，表明北京地区树轮α-纤维素的碳稳定同位素与1928-1999年3-9月的平均气温及6-9月的平均降雨量显著相关，重δ^13C对应于3-9月的低温和6-9月的少雨，轻δ^13C对应于3-9月的高温和6-9月的多雨。而3-9月的温度正好是适宜树木生长的光合作用所需要的最佳温度，6-9月正好是一年中降雨最充沛的时期，由此认为；树轮δ^13C值与生长季节的降水和气温密切相关，可以考虑作为季风盛行地区的气候替代性指标。在一定程度上反映了季风盛行区白皮松树轮纤维素碳稳定同位素与气候因子的关系。     

应用稳定碳氮同位素分析法研究广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼的营养级

对2008年5—11月采集的广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼（Sardinellaclupeoides）进行稳定碳、氮同位素比值的测定,分析比较了5个不同体长组的差异,并以此为基础推算其营养级．结果表明,流沙湾白腹小沙丁鱼的δ^13C值变化范围为一17．61％。一15．99％。,平均值为一16．59‰,与浮游动物的δ^13C均值（一17．27％0）较为相近．其6”N值变化范围为12．73％。～15．26％0,平均值为14．03％0,比浮游动物的6”N均值（10．56％0）高出3．47％0．5个体长组的8¨c、8”N平均值没有随着体长的增大而增大．由δ15N值推算出广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼的营养级范围为2．24～3．25,平均值为2．76,符合其主要摄食浮游动物的食性．     

植物生长过程中碳同位素分馏对气候的响应

探讨C4植物的碳同位素组成对气候的响应是碳同位素示踪研究的重要任务。观察了典型的C4植物玉米生长过程的碳同位素效应，结果表明，玉米在其生长季节里碳同位素组成有明显的变化。不同部位的叶片碳同位素组成变化不一样，顶部叶片变化较大，下部叶片变化则相对较小。这种变化受温度、水分和光照强度等多种气候要素的影响。同一株玉米，其顶部的叶片δ^13C值比下部叶片要偏正，而且随着玉米的不断生长，这一现象更加明显，温度和光照强度则是引起这一现象的主要气候因子。