~(13)C/~(12)C比值在海洋生态系统营养关系研究中的应用──海洋植物的同位素组成及其影响因素的初步探讨

于1993年2月-1995年5月,采用生物显微镜鉴定并计数和高温氧化的方法,对崂山湾海洋植物的种类组成及其有机碳同位素组成的季节性变化作了5个季度月的研究。结果表明,该区同采浮游植物全年以硅藻为主,甲藻在夏季也可成为优势种之一。浮游植物的碳同位素组成在夏季较重,冬季和春季较轻,并与海水温度有弱的正相关性。浮游植物δ13C值的变化范围为-259ｘ10-3—-19.2ｘ10-3,全年平均值为（-23.2±2.4）ｘ10-3。该生态系统的另一碳源为底栖藻类,其δ13C平均值为（-18.5±2.4）ｘ10-3,明显区别于浮游植物。对除温度以外的其它影响海洋植物同位素组成的因素,诸如植物种类组成、海水中溶解无机碳δ13C值、CO2供应速率以及CO2固定过程中不同验化酶的同位素分馏作用等也作了初步探讨。     

13C/12C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究──崂山湾水体生物食物网的营养关系

于1992年9月–1994年5月先后对崂山湾海域作了7个航次调查。由实验室培养试验和现场采样分析两种方法得出食物链一个营养级的¹³C富集度分别为(1.6±0.2)×10^-3和1.7×10^-3,两者几乎一致。由7个季度月的现场采集样品的同位素分析结果表明,从处在食物网底部的浮游植物到最高级的肉食性鱼类之间δ¹³C差值平均为6.9×10^-3,相当于5个营养级;并由各类生物的碳同位素数据分别确定了它们在该食物网中的营养位置,其结果与食性分析方法所得结果基本吻合。同位素示踪方法研究的结果还表明,崂山湾水体生物食物网中碳的来源主要是浮游植物碳。     

~(13)C/~(12)C比值作为海洋生态系统食物网示踪剂的研究──崂山湾水体生物食物网的营养关系

于1992年9月—1994年5月先后对快山湾海域作了7个航次调查。由实验室培养试验和现场采样分析两种方法得出食物链一个营养级的13C富集度分别为（1．6±0．2）×10-3和1．7×10’,两者几乎一致。由7个季度月的现场采集样品的同位素分析结果表明,从处在食物网底部的浮游植物到最高级的肉食性鱼类之间13C差值平均为6．9×10-3,相当于5个营养级;并由各类生物的碳同位素数据分别确定了它们在该食物网中的营养位置,其结果与食性分析方法所得结果基本吻合。同位素示踪方法研究的结果还表明,崂山湾水体生物食物网中碳的来源主要是浮游植物碳。     

利用14C标记技术测定海洋初级生产力的绉议

<正>海洋初级生产力是指海洋中初级生产者(主要是浮游植物)通过光合作用或化学合成生产有机物的能力或速率[1-2],它是海洋生态系统中其他异养生物的生存基础,并从根本上影响着全球生物地球化学循环[3]与气候变化[4]。研究表明,海洋浮游植物通过光合作用不仅贡献了生物圈内的一半净初级生产力(以碳计约为5×1013 kg/a)[4],提供了生态系统中其他有机体生长与新陈代谢所需要的初级有机物能源,限制     

南极普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物的碳同位素组成及其影响因素

依托中国第29次南极科学考察航次开展了南大洋普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物碳同位素组成(δ13CPOC)的研究,结合温度、盐度、营养盐和溶解CO_2的数据,揭示了影响研究海域颗粒有机物碳同位素组成的主控因素,计算出混合层中浮游植物吸收无机碳过程的碳同位素分馏因子。结果表明,普里兹湾及其邻近海域的δ13CPOC介于-28.5‰~-21.1‰,平均值为-24.6‰,表现出湾内大于湾外的特征。浮游植物同化吸收CO_2过程的碳同位素分馏是影响研究海域混合层δ13 CPOC的主要因素,根据δ13CPOC和1/[CO_2(aq)]的线性拟合关系,计算出浮游植物同化吸收CO2过程的碳同位素分馏因子εp为23.4‰。δ13CPOC的垂直分布随深度增加而增大,反映出颗粒有机物垂向输送过程中颗粒有机物再矿化过程同位素分馏作用的影响。     

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。     

长江悬浮颗粒物中稳定碳、氮同位素的季节分布

在长江南通市区段国控断面 (李港对照断面 )上自 1 996— 1 999年每两个月定期采样 ,测定悬浮颗粒物的碳、氮同位素及其相关参数。研究发现 :稳定碳同位素值分布区域在- 2 3.6‰— - 2 7.1‰之间 ;稳定氮同位素多分布在 1 .4‰— 5 .9‰。两者的季节变化趋势与陆源输入和现场浮游植物的组成和生长状况有关。δ1 5N、C/N比值均不能严格体现物源影响 ,受到水体中有机质的转化和微生物活动的影响而被改造。借助简单模式 ,获得估算的陆源贡献随季节变化的规律 ,并证实在 1 998年夏长江南通的陆源输入有明显的增大 ,与 1 998年长江大洪水事件吻合     

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。     

南黄海网采浮游植物碳含量及群落结构的季节变化

根据2011—2012年4、6、8、10月和11月共5个航次的网采浮游植物样品,以细胞体积转换碳含量为基础,分析了南黄海海域网采浮游植物在春、夏、秋三个季节的变化规律。结果表明:浮游植物总碳含量及各类群碳含量均表现出明显的季节差异,春季和秋季浮游植物在空间分布上纬度差异较小,呈现由近岸到外海降低的特点;夏季海域南部浮游植物生物量远远高于南黄海北部及中部区域。浮游植物总碳含量最高值出现在夏季,为(4.62±11.79)×104μg C/m~3,最低值出现在秋季,在1000μg C/m~3以下。甲藻在浮游植物中所占比例在夏季8月最低,为14.05%,在初春和秋末较高,约为48%;甲藻的比重在南部海域明显较低。温度和盐度是影响南黄海浮游植物群落的重要环境因子,而浮游植物与营养盐的关系呈现不同的季节特点。圆筛藻属(Coscinodiscus)和角藻属(Ceratium)在各调查月份均为南黄海海域浮游植物群落的优势种属。本文从浮游植物碳含量的角度为南黄海海域的生态状况研究提供了基础资料。     

獐子岛岩相潮间带大型海藻有机碳含量及δ13C值的季节变化特征

为研究岩相潮间带大型海藻有机碳含量及δ~(13)C值的季节变化特征,分别于2016年11月(秋)和2017年2月(冬)、5月(春)、8月(夏)对獐子岛岩相潮间带(39°01′E,122°43′N)的大型海藻进行调查,并对其有机碳含量和δ~(13)C值进行分析。结果表明:共鉴定出大型海藻3门49种,其中红藻门24种,占总数的48.98%;褐藻门17种,占总数的34.69%;绿藻门8种,占总数的16.33%。大型海藻种类数为春季(35种)冬季(24种)=夏季(24种)秋季(23种)。不同种类海藻体内的有机碳含量为15.54%～35.03%,δ~(13)C值在–33.42‰～–7.43‰之间变动。不同季节海藻体内有机碳含量为冬季春季夏季秋季,δ~(13)C值为夏季春季冬季秋季。     

海洋沉积物质14C测年的若干问题

本文根据海洋沉积物质测年中的一些具体实例,结合国际上的研究动态,探讨了测年中表观年龄与储存效应及污染程度的关系。它从储存年龄的客观性角度强调了校正的必要性,并且对不同的海洋物质在测年中的可靠性做了探究,尤其就无机样品的误差形成原因及途径进行了分析,指出“死碳”的混入及碳酸盐物质缓慢的生长速率是主要的误差来源。     

台湾海峡浮游植物生物量和初级生产力的粒级结构及碳流途径

本文研究了1997年8月、1998年2-3月、8月和1999年8月台湾海峡浮游植物生物量和初级生产力的粒级组成、各粒级生物量和初级生产力变动（包括年际变动及其影响因子。结果表明，台湾海峡微型（简称NANO）和微微型浮激植物（简称PICO）占优势，贡献率分别达34%-48%、34%-40%，小型浮游植物（简称MICRO）仅占12%-27%。粒级组成和各粒级生物量存在着明显的季节和年际变化，如1997年夏季三种粒级浮游植物生物量均明显低于其它年份，PICO和MICRO组份呈1998年夏季高于1997年和1999年夏季，而NANO组份则呈1998年夏季低于1997年和1999年夏季。PICO组份对初级生产力的贡献最大，达45%-50%，而NANO和MICRO组份对初级生产力的贡献相近，为19%-32%；PICO组份的同化系数明显高于NANO和MICRO组份。初步分析了初级生产的碳流途径，表明台湾海峡初级生产的碳将有25%经异养细菌的“二次”生产而进入微食物环，36%通过原生动物（主要是异养鞭毛虫）摄食“打包”的作用后进入微食物环，即近60%的初级生产的碳经微食物环的两个起点分别进入微食物环，表明微型生物食物网在该海域生源有机碳转换过程中起重要作用。     

湖泊沉积物中有机碳稳定同位素测定及其古气候环境意义

１９９１年５月，利用澳大利亚转动式采样器在江苏固城湖获得总长６．２ｍ的完整柱状岩芯，以５ｃｍ间隔采样，对样品中有机质的稳定碳同位素研究表明。     

辽宁暖和洞石笋δ13C对全新世气候变化的生态响应

基于辽宁暖和洞年层石笋NH5的7个230 Th年龄和962个碳同位素数据,建立了10.6～3.5kaBP时段全新世气候及生态演化的δ13 C序列,其长期演化趋势与北大西洋海表温度变化基本一致。该记录表明,10.6～8.8kaBP,δ13 C值逐渐负偏,由-9.4‰降至-10.3‰,气候逐渐转暖湿;8.8～6.7kaBP,δ13 C值负偏显著,平均值为-11.3‰,此时,气候温暖湿润,对应于全新世适宜期,纹层计数显示其持续时间约为1 945a;6.7～3.5kaBP,δ13 C值显著正偏,由-11.3‰升至-8.3‰,干旱化趋势明显。石笋δ18 O时间序列显示出相似的变化趋势。在6.7kaBP前后,δ13 C、δ18 O均快速正偏,纹层计数显示约在40a内完成气候由暖湿到冷干的突变转型,可能是由于北大西洋海表温度降低和植被-大气系统的反馈作用对太阳辐射减少具有放大效应。     

海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。     

海水养殖池塘浮游植物碳的计算机模拟

应用光学显微镜法对实验系统浮游植物进行了野外定量研究.测定了系统中浮游植物的种类组成和生物碳素变动,为模型有效性验证提供了野外数据;根据Ecopath能量平衡模型原理建立了海水养殖池塘浮游植物碳的计算机模型,初步确定了包括15个参数的浮游植物模块参数库,通过单因子分析法进行参数敏感性检验,确定了3个敏感性参数,并利用野外实际测定数据进行了模型验证.模拟结果表明本模型成功模拟了海水养殖系统浮游植物碳变动.在建模过程中,光限制因子与水温为影响浮游植物碳的主要内源因素,浮游动物捕食作用为外源影响因素.     

南大洋浮游植物现存量对颗粒有机碳的贡献

根据中国第15、16次南极考察观测的颗粒有机碳、叶绿素a浓度的数据,探讨浮游植物现存量对南大洋颗粒有机碳的贡献。结果表明,普里兹湾内浮游植物碳对颗粒有机碳的贡献高于湾北部的大洋区,真光层上部浮游植物碳对颗粒有机碳的贡献高于深层水。同时分析两个航次测区叶绿素a浓度和航程途中叶绿素a浓度的分布,以期了解浮游植物在南大洋颗粒有机碳来源中的作用。     

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。     

福建罗源湾海水悬浮物的研究

于1986年11月－1987年9月对福建罗源湾海水悬浮的含量的观测结果表明，水动力条件引起的再悬浮过程和生物活分别是罗源湾冬季和夏季悬浮物分布及性质变化的主要影响因素。底部沉积物的再悬浮对水体营养盐的再生和补充及有机碎屑的提供起重要的作用，夏季颗粒有机碳的学降能量一般占水柱浮游植物初级生产量的67－85％，大部分初级生产的有机碳沉降海底。     

海洋初级生产光动力学及产品结构

运用14C同位素示踪方法现场研究了胶州湾四个季节浮游植物自然种群初级生产的光动力学特征和光合产品中颗粒有机碳(PPOC)和溶解有机碳(PDOC)的比例。结果表明,在冬、春季,网采浮游植物(Netphytoplankton,简记为Net-)和毫微型浮游植物(Nanophytoplankton,简记为Nano-)具有相对较小的光合半饱和常数(K_I),而在夏、秋季,微微型浮游植物(Picophytoplankton,简记为Pico-)具有更小的K_I.14C理论最大光合速率(P_m),在任何季节都是:Pico- >Nano- >Net-.P_m/K_I的季节变化为夏季>秋季>春季>冬季,表明光合效率具有同样的季节变化顺序。P_m/K_I在不同粒级类群间的顺序为Pico- >Nano- >Net-,可见,浮游植物细胞越小,对光能的竞争力越强。光合过程中PDOC的释放主要受光控制,太强和太弱的光均会使光合产品中PDOC的比例升高,但除光抑制情况之外,PDOC的绝对释放量随光强增加而增加。