祁连圆柏中稳定碳同位素分布特征

树皮、树叶和木质间的δ13C有明显的差异, 树皮最低, 木质最高. 树木不同方位的δ13C也有明显的不同. 但木质δ13C随高度而没有不同, 说明叶片通过光合作用合成的有机质在沿树干向下运输时不存在同位素的分馏效应. 近60 a来木质δ13C有明显的降低趋势, 而与树高和方位没有差异.     

树轮稳定碳同位素研究的应用现状与发展趋势

获取历史时期环境气候变迁资料是研究环境气候变迁的基础，在各种获取资料的方法中，树轮同位素方法是较为新颖，准确，定量的一种高分辨率方法。本文较为系统，深入地评述了树轮稳定碳同位素方法的原理及其在环境气候变迁研究的应用现状，并简要归纳了研究工作中的发展趋势。     

西藏林芝冷杉树轮稳定碳同位素对气候的响应

对采自西藏林芝的喜马拉雅冷杉进行交叉定年后, 建立树轮δ13C序列. 将δ13C序列去除生长趋势和大气CO2浓度升高导致大气δ13C下降影响得到Δ13C, 利用附近气象资料, 分析了Δ13C对气候要素的响应. 结果表明: 冷杉Δ13C的高频振荡与季节的气温、降水、空气相对湿度显著相关, 并存在强的滞后效应. 冷杉Δ13C序列与降水和空气相对湿度关系密切, 在树木生长初期4月和9～11月, 降水和空气湿度对年轮生长影响较大; 除3月年平均最低温度和年平均温度的11、 12月对年轮Δ13C有一定影响外, 温度对年轮生长影响小于降水和相对湿度的影响.     

珠江水体悬浮物碳稳定同位素组成与流域土壤侵蚀研究

以珠江流域水体悬浮物为研究对象,对其碳稳定同位素组成(δ13C)及颗粒有机碳(POC)的含量进行了测定和研究。结果表明:河流悬浮物同位素组成与珠江流域植被分布格局、土壤有机质密切相关;珠江悬浮物碳同位素组成主要受C3植被影响,其中,西江悬浮物碳同位素组成表现出较强的C4植被特征。东江水体悬浮物碳同位素组成在洪水季节表现出较强的C4植被特征,其它季节则表现出C3植被特征;北江水体悬浮物碳同位素组成无明显的C4植被特征。东江悬浮物样品POCδ13C值呈逐年上升趋势,与近年来流域内植被破坏和土壤侵蚀加剧相对应,并显示其侵蚀程度超过西江流域。     

陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成与气候

陆生蜗牛响应气候环境变化敏感,其壳体化石碳氧同位素组成（δ¹³C和δ¹⁸O）具有重建古生态和古大气水文条件的巨大潜力。然而目前针对中国黄土古土壤沉积序列中蜗牛化石碳氧同位素组成开展的古环境古气候重建研究却仍然不足,根源在于对蜗牛壳体δ¹³C和δ¹⁸O指标气候意义的认识仍不明确。文章从现代过程研究着手,综述了目前有关蜗牛壳体δ¹³C和δ¹⁸O气候环境意义的研究进展,并指出各自指标存在受控因子的复杂性和多解性等问题。通过总结这些研究认为：陆生蜗牛壳体δ¹³C值主要通过反映植物（尤其C₃）δ¹³C值变化来进一步响应当地降水量变化,进而指示环境的干湿程度,但同时需要考虑环境碳酸盐、大气CO₂等额外因子对壳体δ¹³C的影响;壳体δ¹⁸O值可以在较大程度上反映大气降水δ¹⁸O值变化,但同时需要考虑蒸发作用和温度等因素对壳体δ¹⁸O的影响;壳体δ¹³C和δ¹⁸O在作为气候指标时常受区域和蜗牛种属等因素影响。此外,还介绍了目前中国北方黄土地层中蜗牛壳体化石稳定同位素组成重建季风变化的研究进展和近十年来有关蜗牛壳体团簇同位素新方法的研究进展。最后,论文针对壳体δ¹³C和δ¹⁸O指标存在的问题提出可能的解决办法,并对以后蜗牛碳氧同位素古环境研究方向进行展望。

     

树轮稳定碳同位素组成序列与降水变化

以长白山红松年轮为气候环境变化的生物记录体，通过分析树轮纤维素的稳定碳同位素组成，从树轮稳定碳同位素组成序列中提取生长环境的降水变化信息。研究结果揭示：树轮稳定碳同位素组成序列与东北地区平均年降水量具有基本平行的变化趋势；在长白山乃至东北地区，降水量沿着自身变化趋势是明显的准22年周期性波动。     

碳酸盐岩碳同位素地层学研究中数据的有效性

碳酸盐岩碳稳定同位素组成数据能否有效地反应原始大洋的同位素组成是稳定同位素地层学研究成败的关键,因此,如何准确地判断碳同位素比值的有效性成为该稳定同位素地层学研究中的焦点问题之一。碳同位素值有效性受成岩作用、地层缺失、样品处理过程等多方面因素影响,但成岩作用是诸多因素中最普遍、最主要的,因而正确判别碳同位素值可靠性通常也就是对样品及其同位素组成经受成岩改造程度的评定。确保碳同位素测试结果可靠应主要把握前期严格选样和后期数据分析两个重要环节。前期选样包括野外和室内两步,是在宏观尺度上对数据可靠性的把握;后期数据分析则主要是在严格选样的基础上,利用碳(及附带的氧)同位素自身数据特征以及借助Mn、Fe、Sr等微量元素特征从元素级别的微观角度对同位素值有效性做出进一步判别。     

器测和树轮资料对厄尔尼诺-南方涛动指数的响应特征

厄尔尼诺-南方涛动是影响全球年际（1~10年）气候变化最显著的海气因子,是现代气候和古气候的热点研究对象。目前有多个指数能够刻画厄尔尼诺-南方涛动特征与演化,树轮资料是重建其过去千年以来演化历史所使用的最为广泛的代用资料,然而系统对这些指数与器测温度、降水和树轮资料在不同时间尺度上关联的研究尚未开展。本文研究了东亚和北美的器测与树轮资料对6种厄尔尼诺-南方涛动指数的响应差异,发现器测和树轮资料对描述多气候变量耦合变化的多变量厄尔尼诺-南方涛动指数（MEI）的响应均最高。厄尔尼诺-南方涛动Modoki指数（EMI）与器测资料的相关偏低,但是该指数与树轮资料的相关偏高,这可能是由于该指数和树轮所关联的多个气候因子的协同变化相似。不同厄尔尼诺-南方涛动指数与东南亚和印度次大陆以及加拿大中西部的温度相关显著,在年际尺度上更明显;这些指数与中亚和美国西北部的降水的相关最显著,但在年际尺度上的相关提升不明显。厄尔尼诺-南方涛动指数除了与上述区域的树轮资料显著相关以外,该指数还与部分湿润地区（如喜马拉雅南麓）的树轮资料显著相关,这可能是这些湿热地区的树轮往往受到多个气候因子共同影响,而这些气候因子的协同变化与厄尔尼诺-南方涛动指数的关联显著。研究指出,进行厄尔尼诺-南方涛动指数重建时,不仅要考虑指数与树轮之间的关系,还需要详细建立树轮、区域气候因子和厄尔尼诺-南方涛动这三者之间的关联。

     

鱼群识别的氧、碳稳定同位素方法

鱼群识别是渔业科学和管理上的重要课题之一。本文以海鱼和逥遊鱼的具体研究为例,扼要地阐明鱼耳石的氧、碳稳定同位素成分研究,特别是δ18O和δ13C的关联分析,在鱼群识别方面的效果和应用。鱼耳石是一种存在于真骨鱼类内耳中层状的,矿物成分以文石为主的钙碳酸盐岩结构体。与基因分析方法相比,鱼耳石的氧、碳稳定同位素方法具有两个显著的优点,一是耳石的微结构能提供鱼类不同生长阶段的时间序列和细节;二是耳石的形成机制能提供鱼类生活的周围环境和历史信息。因此,鱼耳石中δ18O和δ13C的关联分析在鱼群识别中发挥着独特的作用。     

厄尔尼诺事件与强潮汐的对应关系

北太平洋对北极的半封闭状态和南太平洋对南极的开放状态是厄尔尼诺事件发生的构造基础，强潮汐导致南北半球之间的流体对流和北太平洋海洋热能周期性向南太平洋输送。日、地、月和行星相对位置的变化决定了潮汐的强度，其变化规模与全球气候变化周期相对应。强潮汐加大垂直方向和水平方向海水的混合，使西太平洋和北太平洋暖水变冷，使东南太平洋冷水变暖，形成厄尔尼诺事件。行星冲日、近地潮、日月大潮、日食、月食的叠加所形成的强潮汐与厄尔尼诺事件发生时间有非常好的对应关系。     

贺兰山地区树轮碳氧同位素与夏季风降水的相关性讨论

分析了贺兰山地区油松树轮的稳定碳氧同位素组成对环境因素的响应关系 , 发现树轮碳氧同位素组成均与当年 5～ 9月总降水量具有较好的响应关系 , 碳同位素组成与 5～ 9月总降水量呈负相关关系 ,而氧同位素组成与 5～ 9月总降水量呈正相关关系 ,二者都可较好地反映该地区夏季风降水量的变化.同时 ,碳氧同位素的相关性分析表明二者具有一定程度的负相关性.树轮碳氧同位素的分馏机理十分复杂,其同位素组成不仅与降水量有关,同时还受其他环境因素的影响,单纯利用一种同位素指标来提取相应的气候信息,存在很大的不确定性.在本研究中 ,同时采用两种同位素指标来研究其气候意义 ,使得出的结论更加可靠.因此 ,夏季风降水量是控制该地区树轮稳定碳氧同位素组成的主要因素.     

川东北石笋120~103 ka BP稳定碳同位素记录与控制机制

利用川东北梭子洞石笋SZ2的稳定碳同位素组成(δ~(13)C)高分辨率重建了120~103ka时段的石笋碳同位素序列。SZ2的δ~(13)C变化与该石笋稳定氧同位素组成(δ~(18)O)的长期变化趋势明显不同。在整体变化趋势上δ~(13)C变化与生长速率相似,反映石笋表面滴水时间间隔影响的CO_2脱气作用和CaCO_3沉积可能是影响SZ2的δ~(13)C长时间尺度上变化的主要因素。但在较短时间尺度上,SZ2的δ~(13)C与δ~(18)O变化基本趋势一致,反映了地表植被类型(如C3/C4植被比例)、植被密度、土壤微生物活动以及洞穴通风效应的变化可能是引起SZ2的δ~(13)C短时间尺度上变化的主要因素。     

用树轮δ13C重建1685年以来的大气CO2浓度变化趋势

对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮δ13C的年序列,分析了3株树轮δ13C序列中所含的共同环境变化信息。用二项式拟合法去除气候因素引起的3个δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列。分析了theLowDome冰芯记录的大气CO2浓度与树轮δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO2浓度变化。结果表明:用3株树轮δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合。这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO2浓度变化历史。     

新疆昭苏云杉树轮纤维素δ13C的气候意义

依据树轮纤维素δ13C测定数据,分析了其气候意义. 结果表明,树轮Δ13C与气候诸要素之间有明显的相关性,包括降水、相对湿度、温度、日照时间(或太阳辐射)等,部分原因可归咎于云杉是一种浅根系植物、其生长对气候的变化较为敏感,因为它生长过程中所必需的各种养分和水分均是根系吸收的. 分析表明,温度与树轮Δ13C的相关性是它们与相对湿度或降水之间交互相关的结果,日照时间与树轮Δ13C呈正相关与光呼吸有关. 利用树轮Δ13C与降水之间的函数关系,恢复了近300 a来新疆昭苏地区的降水变化,恢复的系列与历史文献记录和树轮指数所揭示的降水历史有较好的对应性.     

埋藏古木的树轮碳同位素作为古气候变化代用指标的可能性

本文对广东不同时代、不同树种的埋藏古木树轮纤维素碳同位素序列研究发现:樟树和山桐子分别在相对炎热潮湿的气候环境中,其树轮δ13C值相对越偏正。结论如下:(1)古山桐子反映冰后期的冷凉气候;(2)古樟代表中全新世的潮湿热带气候;(3)古水松的大批死亡代表了晚全新世和历史时期几次寒冷事件。上述结论说明了古树树轮同位素可以作为古气候变化代用指标的可能性。通过古今对比,丰富了树轮气候学的研究内容。     

碳氮稳定同位素指示苔藓生境特征以及树冠对大气氮沉降的吸收

对贵阳地区一生境内不同生长条件(石生苔藓、无树冠、不同树冠类型以及同种树冠不同树冠厚度)下的细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth)碳氮同位素进行了研究。不同生境的苔藓δ13C和δ15N值具有相似的变化趋势和明显的相关关系。石生苔藓δ13C和δ15N值比土生苔藓偏高指示了其相对干燥和受到干沉降控制的生境;树冠下方光照条件差、湿度高、缺少干沉降氮的输入是苔藓δ13C和δ15N值偏低的主要原因;而树冠类型、叶片形态、叶面性质造成树冠对大气沉降氮吸收能力的不同是三种树冠下方苔藓氮同位素组成差异的潜在因素。此外,同一树冠(桂花树Osmanthus fragrans Lour.)下方苔藓的氮含量和碳氮同位素平均组成与树冠厚度呈线性关系,尤其是δ15N的响应很好地反映了吸收过程中树冠厚度对大气沉降氮源同位素组成的控制作用。结果表明,苔藓δ13C值能很好地指示苔藓的生境差异和生理响应(如光合作用能力和氮需求等);而δ15N值在示踪氮源和反映不同树冠吸收过程的同位素分馏效应方面更具有优势,二者的相关关系是环境因素相互作用的重要线索。此外,细叶小羽藓Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth具有高效利用大气沉降氮和分布广泛等特点,可进一步应用于该地区大气氮沉降的指示或监测研究。     

树轮中不同有机组分的可迁移性:碳同位素限定

逐轮剥离所取中国红松(Pinuskoraiensis)树盘中最近34a(1958—1991年)的年轮,粉碎后皂化分离出正己烷可溶部分、二氯甲烷可溶部分(沥青质)、不可皂化部分和纤维素,分别测定这四种物质的稳定碳同位素组成(δ13C)。虽然最近18~21a期间,前两种物质的碳同位素组成年际变化明显,但与后两种物质的碳同位素组成的正相关均没有达到显著性水平。而18~21a之前所形成树轮的前两种物质的碳同位素组成在碳同位素分析总精度范围内(±0.1‰)不呈现年际变化;与之相反,不可皂化部分和纤维素的碳同位素组成具有明显的年际变化并且在任何阶段均呈现高度显著正相关(如r=0.978,n=34,p<0.001)。这表明可皂化类脂在树轮间是可迁移的,至少经过18~21a的不同年形成的类脂的混合,其碳同位素组成逐步均一化。因此,树轮可皂化类脂的碳同位素组成(恐怕也包括氢、氧同位素组成)不能用来解译过去气候变化,全木因为含有可皂化类脂也不宜作为稳定同位素分析的目标物质。     

贵州龙里高山草原泥炭沉积年代、速率及其有机碳同位素记录

通过对贵州龙里高山草原泥炭进行加速器(AMS)14C测年和有机碳的测定,获得泥炭层底部0.90 m和0.55 m处年龄分别为(7 933±33)a B.P.和(7 733±28)a B.P.,计算出泥炭层堆积速率为1.75 mm/a。获得泥炭层δ13C为-28.9‰～-26.6‰,平均为-27.8‰,说明植被以C3植物为主,与现在坪台沼泽上苔藓繁盛相似。结合其他地区的气候记录推断,研究区泥炭发育于相对温暖湿润的气候环境,是全新世大暖期的第一个暖湿期形成的产物。     

西山区块煤储层含气性及甲烷碳同位素分布特征

煤层含气性是决定煤层气勘探开发的重要参数,煤层气甲烷碳同位素能有效反映煤层气的赋存条件。根据煤层气井实测含气量数据,剖析了山西沁水盆地煤层含气量分布特征,建立了煤层含气量与煤层埋深、地质构造之间的相关关系和模型,探讨了煤层甲烷碳同位素分布特征及其对含气性分布的指示作用。研究表明：西山区块2号煤层平均含气量6.87 m³/t,8号煤层平均含气量8.4 m³/t,9号煤层平均含气量7.6 m³/t,煤层含气量主要受煤层埋深和构造形态的影响。研究区8号煤层甲烷碳同位素为–65.33‰~–40.94‰,平均–45.88‰,煤层含气量与甲烷碳同位素之间成正相关关系,随着含气量的增加,甲烷碳同位素也逐渐变重。煤层甲烷碳同位素主要受控于煤层气解吸–扩散–运移效应和地下水动力作用等。     

新疆昭苏云杉树轮纤维素δ~(13)C的气候意义

依据树轮纤维素δ13C测定数据 ,分析了其气候意义 .结果表明 ,树轮Δ 13C与气候诸要素之间有明显的相关性 ,包括降水、相对湿度、温度、日照时间 (或太阳辐射 )等 ,部分原因可归咎于云杉是一种浅根系植物、其生长对气候的变化较为敏感 ,因为它生长过程中所必需的各种养分和水分均是根系吸收的 .分析表明 ,温度与树轮Δ13C的相关性是它们与相对湿度或降水之间交互相关的结果 ,日照时间与树轮Δ13C呈正相关与光呼吸有关 .利用树轮Δ13C与降水之间的函数关系 ,恢复了近 30 0a来新疆昭苏地区的降水变化 ,恢复的系列与历史文献记录和树轮指数所揭示的降水历史有较好的对应性 .