上海-南极洋面大气N2O的δ^15N与δ^18O时空变化特征

在中国第22次南极科学考察期间,采用Tedlar气袋采集了“雪龙号”考察船航线上洋面大气样品以及东南极米洛半岛近地面大气样品（采样时间分别为地方时上午10：00和夜间22：00）,在室内通过带有全自动预GC浓缩接口（PreCon）的Thermo Finnigan MAT-253同位素质谱仪,对这些大气样品中N20的同位素组成进行了高精度地测量;并分析了其δ^15N与δ^18O空间变化规律．上海-南极洋面大气N2O的δ^15N与δ^18O平均分别为（7．21±0．50）‰和（44．52±0．52）‰．由30°N往南极随着纬度的变化,δ^15N（6．05‰～7．88‰）呈线性增加趋势,增加率为0．01‰/纬度,δ^18O（43．05‰～48．78‰）则呈现较大的波动;且δ^15N气温、N2O浓度呈负相关,而与δ^18O呈弱的正相关．东南极米洛半岛近地面大气N2O的δ^15N与δ^18O夏季变化趋势相一致,且二者呈显著正相关,而与N2O浓度呈显著负相关;不同地点大气N2O的δ^15N与δ^18O平均分别为（7．46±0.39）％。和（44．6±0．45）‰,略高于洋面大气N2O的δ^15N与δ^18O;而显著高于北半球低纬度大气N2O的δ^15N与δ^18O值．分析讨论了引起地面大气N2O的δ^15N与δ^18O空间变化的主导因素．提供了全球大区域洋面大气N2O的同位素资料,有助于定量评估全球与区域大气N2O的净收支．     

德令哈大气水汽中δ~(18)O的时间变化特征——以2005年7月～2006年2月为例

大气水汽中氧稳定同位素是研究气候现代过程的重要手段.根据测得的青藏高原东北部德令哈2005年7月~2006年2月大气水汽中δ18O以及观测的气象要素,分析了德令哈大气水汽中δ18O的变化特征以及与温度、比湿的关系.研究结果表明,德令哈大气水汽中δ18O季节变化显著,夏季值高于冬季值;在取样期间存在较大的波动,波动幅度超过37‰;受温度季节变化影响,德令哈大气水汽中δ18O的日变化与日平均温度之间存在着明显的正相关关系;德令哈大气水汽中δ18O与大气中水汽含量的关系较复杂,研究发现在季节尺度上,冬季大气水汽中δ18O与空气比湿成正相关关系,但在夏季,大气水汽中δ18O显著受到降水的影响而与空气比湿显现相反的关系;德令哈大气水汽中δ18O值低于当地降水中δ18O值,它们之间平均差值?δ18O为10.7‰;德令哈大气水汽中δ18O值受到降水事件的影响,在7,8月间相对偏低,模拟结果显示,降水事件使德令哈大气水汽中δ18O值在7,8月间平均偏低7‰.     

Temporal and spatial variations of δ~(15)N and δ~(18)O for atmospheric N_2O above the oceanic surface from Shanghai to Antarctica

During the 22nd Chinese Antarctic Research Expedition (CHINARE-22), the atmospheric gas samples above the oceanic surface and near the surface were collected on the track for the scientific ship "Xuelong" and on Millor Peninsula of eastern Antarctica, respectively, using the Tedlar gas bags. Every day the sampling times were 10:00 and 22:00 (local time), respectively. In the laboratory, high-precision measurement of the isotopic compositions for N2O in these gas samples was conducted using Thermo Finnigan MAT-253 Isotopic Mass Spectrometer with a fully automated interface for the pre-GC concen-tration (PreCon) of trace gases. The temporal and spatial variations of δ 15N and δ 18O in atmospheric N2O were analyzed. The mean δ 15N and δ 18O-N2O values above the oceanic surface were (7.21±0.50)‰ and (44.52±0.52)‰, respectively. From 30°N to Antarctica, the δ 15N (6.05‰―7.88‰) linearly increased with the rate of about 0.01‰ with the latitude while the δ 18O (43.05‰―48.78‰) showed a large fluctua-tion. The δ 15N negatively correlated with air temperature and N2O concentration, and slightly positively correlated with δ 18O. The summertime variations of δ 15N and δ 18O-N2O appeared the same trend on Millor Peninsula of eastern Antarctica. They significantly positively correlated with each other and negatively with N2O concentration. The δ 15N and δ 18O-N2O at different sites averaged (7.42±0.35)‰ and (44.69±0.49)‰, respectively, slightly higher than those above the oceanic surface, significantly higher than those of atmospheric N2O in the low-latitude regions of Northern Hemisphere. The predominant factors affecting the spatial variations of δ 15N and δ 18O values were also discussed. The isotopic data given in this study can help to investigate the global and regional N2O budgets.     

德令哈大气水汽中δ^18 O的时间变化特征——以2005年7月-2006年2月为例

大气水汽中氧稳定同位素是研究气候现代过程的重要手段．根据测得的青藏高原东北部德令哈2005年7月-2006年2月大气水汽中δ^18 O以及观测的气象要素,分析了德令哈大气水汽中δ^18 O的变化特征以及与温度、比湿的关系．研究结果表明,德令哈大气水汽中δ^18 O季节变化显著,夏季值高于冬季值;在取样期间存在较大的波动,波动幅度超过37‰;受温度季节变化影响,德令哈大气水汽中δ^18 O的日变化与日平均温度之间存在着明显的正相关关系;德令哈大气水汽中δ^18 O与大气中水汽含量的关系较复杂,研究发现在季节尺度上,冬季大气水汽中δ^18 O与空气比湿成正相关关系,但在夏季,大气水汽中δ^18 O显著受到降水的影响而与空气比湿显现相反的关系;德令哈大气水汽中δ^18 O值低于当地降水中δ^18 O值,它们之间平均差值△δ^18 O为10．7‰;德令哈大气水汽中δ^18 O值受到降水事件的影响,在7,8月间相对偏低,模拟结果显示,降水事件使德令哈大气水汽中δ^18 O值在7,8月间平均偏低7‰．     

太湖3个典型水域红鳍原鲌(Cultrichthys erythropterus)δ~(13)C和δ~(15)N值的变化规律

运用稳定性同位素分析技术研究红鳍原鲌δ13C和δ15N值变化规律,进一步探讨贡湖湾、鲤山湾和东太湖3个典型水域的红鳍原鲌食性差异.结果显示,红鳍原鲌的δ13C值与体长、δ15N值与体长呈显著正相关关系,大个体的红鳍原鲌(体长138 mm)δ13C值和营养级显著高于小个体红鳍原鲌(体长138 mm),表明红鳍原鲌在生长过程中随着口裂的增大和捕食能力的加强发生了食性转变现象:食物来源由小型浮游动物向鱼类转变.红鳍原鲌的δ13C在3个水域中具有明显的空间异质性,东太湖(-25.17‰±2.56‰)作为养殖活动影响区均显著低于贡湖湾(-23.11‰±1.05‰)和鲤山湾(-22.73‰±1.31‰),而且个体普遍偏小,说明红鳍原鲌种群分布可能存在一定的区域性,会根据栖息环境选择食物来源.红鳍原鲌在高浓度蓝藻的环境下,偏向摄食较大个体的动物性饵料,减轻对浮游动物的摄食压力,间接控制水体富营养化的发展.另外,还讨论了红鳍原鲌对生态系统的影响,为其资源保护和合理配置利用提供理论依据.     

慕士塔格冰川地区降水中δ18O的时空变化特征

根据2002年6~8月和2003年5~8月期间在慕士塔格冰川西坡收集的降水样品, 探讨了该区降水中δ¹⁸O的时空变化特征. 分析结果表明, 观测期间降水中δ¹⁸O具有较大的变幅, 可达20‰左右, 其值随时间的变化趋势和气温的变化趋势基本一致. 该区降水中δ¹⁸O与温度存在正相关关系, 但与降水量无关. 在海拔5500~7450 m的范围内, 稳定同位素比率的高程效应显著. 降水中δ¹⁸O随海拔而垂直变化的梯度值接近-0.40‰/100 m. 综合目前山地高海拔区的降水中δ¹⁸O资料, 初步建立了全球山地高海拔区(>5000 m)降水中δ¹⁸O和海拔的关系.     

喜马拉雅山朗塘流域降水中δ~(18)O的变化

喜马拉雅山朗塘流域坚景和亚拉降水中δ18O的变化以及δ18O与降水量的关系分析. 在天气尺度下, δ18O随降水量的变化具有较大的离散性. 两者之间的相关系数随时间而变化. 在季节尺度下, 坚景的δ18O/降水量变化率小于天气尺度下的变化率. 在雨季, 由于大气水汽和降水中稳定同位素成分基本保持平衡,降水的蒸发富集作用较轻. 从而降水中平均稳定同位素的大小并不依赖于取样间隔. 降水量效应的模拟结果显示, 朗塘流域的降水并非来自于低纬度海洋水汽的初始凝结. 受水汽在爬越喜马拉雅山时强烈的洗涤作用(rainout), 降水中稳定同位素成分被极大地衰减.     

粤中长坑金银矿成矿流体N2-2-Ar-He示踪体系及来源

长坑金银矿是新近发现的新型大型贵金属矿床.较系统的N2-Ar-He示踪体系、He和δD-δ18O同位素组成研究表明,该矿床成矿流体主要来源于建造水(或称沉积热卤水),而不是前人所普遍认为的大气降水.成矿流体中幔源岩浆水的比例也很低,一般不超过10%.根据成矿流体来源,长坑金银矿应属沉积热卤水改造型矿床.在晚侏罗世到早白垩世,粤中三洲盆地由于巨厚沉积物的积聚,其中建造水受到挤压加温,顺层侧向迁移,并最终沿盆地边缘缓倾斜的层间断裂向上运移,由于温、压下降等原因导致矿质在断裂中沉淀.     

近5ka温度的金川泥炭δ~(18)O记录

根据吉林金川泥炭纤维素20a分辨率的氧同位素组成时间序列及其与有关文献资料对比,论述了中国东部过去5000a历史时期温度的变化过程,提供了大暖期、新冰期、中世纪温暖期和小冰期在该区存在的δ~(18)O证据;揭示了在约4590～3600 aBP期间存在1次大幅度自然升温过程,并讨论了此气候自然变暖对干旱、陆地植被和文明发展的影响.     

利用洞穴石笋的δ~(18)O和δ~(13)C重建3000a以来北京地区古气候和古环境——石花洞研究系列之三

首次提出用石笋中稳定同位素记录重建由降雨量和降水气团同位素组成所反映的古气候历史，从而为研究高分辨率的古季风气候信息开辟了新的途径。利用Ｈｅｎｄｙ准则、洞穴温度、研究区水系的δ１８ＯＨ２Ｏ值以及温度公式，证实了同位素分析结果的可靠性，ＣａＣＯ３－Ｈ２Ｏ之间存在同位素平衡分馏。对采自石花洞的石笋样品进行了分辨率约为２５ａ的δ１８Ｏ和δ１３Ｃ的分析测量，从而得到３０００ａ以来，北京地区古气候和古环境的变化信息     

高分辨率洞穴石笋稳定同位素应用之一——京津地区500a来的气候变化——δ~(18)O记录

气候变化可记录在洞穴石笋氧同位素值中 .当气候湿冷 ,降雨量越大 ,年平均气温越低时 ,δ18O值越负 ;当气候干热时 ,δ18O值越正 .北京石花洞年轻石笋的氧同位素记录显示了京津地区的降雨量有一个 30～ 40a的变化周期 .降雨量增加时期分别以 1 985 ,1 95 5 ,1 91 0 ,1 880 ,1 840 ,1 80 0 ,1 76 0 ,1 730 ,1 6 90 ,1 6 6 0 ,1 6 30 ,1 5 6 0 ,和1 5 30a为中心 .在 1 6 2 0～ 1 90 0a之间 ,京津地区的气温低于 5 0 0a以来的平均气温 ,对应于小冰期事件 .1 5 2 0～ 1 6 2 0a和 1 90 0a至今的两个时期 ,气温高于 5 0 0a来的平均气温 .     

重庆新崖洞XY2石笋δ18O记录的57~70 ka BP古气候变化及其对D-O和H事件的反映

重庆新崖洞XY2石笋57~70 ka BP之间的高分辨率δ¹⁸O记录在相当于冰芯记录中的D-O 18暖事件时期, 复现了冰芯记录中的“缓慢变冷, 快速变暖”的气候转换特征. δ¹⁸O在59和64 ka BP分别有极小值, 反映气候相对暖湿, 夏季风较强; 而在60 ka BP有极大值, 夏季风较弱. 它们分别对应于北半球高纬度记录中的Dansgaard-Oeschger(D-O)17至18暖事件以及Heinrich 6(H6)冷事件. 这与葫芦洞(Hulu)MSL石笋的记录相当一致, 但是两者与董歌洞(Dongge)D4石笋的记录差异较大. 这说明石笋δ¹⁸O记录在反映夏季风变化时, 空间上既有相似之处, 又有明显差别. 要取得中国东部夏季风变化的整个格局, 多地点多记录的研究工作是十分必要的. 此外与深海氧同位素记录不同的是, 高分辨率石笋δ¹⁸O记录均显示在MOIS4的最冷时期(64~65 ka BP)中国东部地区的气候对应于D-O18暖事件, 说明海陆相的气候变化是有差异的.     

黄土高原南部黄土-古土壤酸溶相硼同位素组成(δ~(11)B)及其对季风降水变化的指示

对黄土高原南部渭南阳郭水库剖面黄土-古土壤酸溶相硼含量和硼同位素组成(δ11B)进行了精确测定.结果表明,硼含量变化范围为0.39~3.94ug g-1,δ11B值分布范围在-23.8‰~9.5‰,古土壤的平均硼含量和δ11B值都高于黄土的.研究表明,黄土-古土壤酸溶相硼主要来自降水中积累的硼以及硅酸盐风化产生的硼,因此,酸溶相δ11B值可以减少源区信息和温度热量等因素的影响,反映降水量变化,有可能作为黄土沉积形成演化过程中降水量的一个替代性指标.另外,本研究根据δ11B变化重建了黄土高原南部末次间冰期以来夏季风降水历史,与传统的夏季风降水替代性指标基本可以对比,但δ11B在揭示过去季风降水量变化方面的机理更加清楚.