大洋有孔虫碳,氧稳定同位素标准物质的研制

在孔虫氧、碳稳定同位素比值的微量测定是古海洋学研究的最基本手段之一,其中标准物质对获取高准确度数据起关键作用。测定表明,标准物质的氧同位素比值和有孔虫样品的氧同位素比值越接近,则测出的样品值就越准确,反之,若相差越远,则测出的样品值系统误差就越大。国内现有的碳酸盐碳,氧同位素标准物质的氧同位素值与有孔虫相比都偏负,不适宜用作有孔虫的稳定同位素分析,鉴于此,我们选取云南大理地区的二叠系茅口组地为候选     

15N稳定同位素示踪技术在海水养殖研究中的应用

利用Na15NO₃和15NH₄Cl作为示踪物,研究15N在由海水到亚心形扁藻、卤虫、长毛对虾和棱梭等生物组成的食物链中的传递规律.测定了生物体内15N丰度和15N原子百分超,研究了15N在不同生物相中的转移.结果表明,营养物质在食物链中由低营养阶向高营养阶转移时,在15NH₄Cl介质中,卤虫→棱梭的转移率比在Na15NO₃介质中高,可达3%以上;棱梭体内15N的积累量也比Na15NO₃介质中高.     

海洋硅藻稳定同位素研究进展

对海洋初级生产力贡献约40%的硅藻,在全球气候与碳循环中扮演着重要的角色。硅藻稳定同位素(δ30Si和δ18O,δ13C和δ15N)测试对象分别为从海洋沉积物中提取的纯硅藻壳体的生物硅和氧及其内嵌有机质的碳和氮。联合运用各种物理分离(去有机质、碳酸盐,筛分,差异沉降,重液浮选以及微池分流重力场流分离技术)和化学纯化技术从沉积物中提纯出硅藻是其稳定同位素古海洋学应用的前提。确定硅藻δ15N两种制样过程(燃烧和湿式消解)中是否分别存在大气N2和非NO3-组分的污染;δ30Si分析中氟化剂使用的避免、制样方法的改进以及MC-ICP-MS对硅同位素分辨能力的提高;δ18O分析中硅藻壳体外层不稳定氧的完全有效去除,是其同位素古海洋学应用范围扩大和精度提高的关键。硅藻δ13C能评估大气PCO2和海洋初级生产力变化;δ15N和δ30Si可定量示踪海洋硝酸盐和硅酸等营养物利用程度;δ18O则记录了海表温度和海水氧同位素组成。硅藻稳定同位素信号单一,受后期改造作用弱,生命效应低,解译针对性强,在两极和赤道少(或缺)有孔虫海区应用广泛。在此基础上,对目前该领域中存在的问题及未来的研究方向进行了阐述。     

球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的氮氧稳定同位素分馏研究

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮是一种全球范围的生态灾害,而硝酸盐稳定同位素技术是研究海洋富营养化与赤潮暴发机制的前沿技术。为将该技术应用于球形棕囊藻赤潮暴发机制方面的研究,首先需了解其同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏特征。为此开展了球形棕囊藻室内培养实验,获取培养过程中氮、磷、硅等营养盐的浓度及硝酸盐氮、氧稳定同位素(δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-)等参数的变化特征,计算球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏系数。结果显示,NO₃^-和PO₄^3-浓度随培养时间均呈现先明显下降后稳定的特征,同时伴随直径2~3mm的囊体出现并生长至2~3cm。NH₄⁺浓度先后两次出现升高,推测可能是受到有机氮矿化过程的补充所致。随NO₃^-浓度降低,δ¹⁵N和δ¹⁸O的值分别在第13天和第7天达到相对峰值。经计算,球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程δ¹⁵N和δ¹⁸O分馏系数分别为3.32‰±0.38‰和3.12‰±0.59‰,而前者的分馏系数呈逐渐降低的特点,原因可能是随球形棕囊藻生长,发生酶还原的NO₃^-较参与跨膜运输的NO₃^-比例逐渐升高。研究首次给出了球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程的氮、氧稳定同位素分馏系数及其变化特征,补充了海洋微藻同位素分馏数据库,为稳定同位素技术研究球形棕囊藻赤潮暴发的营养机制提供了重要的基础数据。     

水团混合及其稳定同位素成分的变化

水团的概念，一般是指在海洋中由同一源地形成的，物理、化学性质和运动状态基本一致的水体。水团本身是均匀、稳定的，但彼此之问则存在比较明显的差别。     

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。     

稳定碳、氮同位素在生态系统研究中的应用

在简要介绍了稳定同位素测定方法之后 ,对稳定碳、氮同位素在生态系统领域中关于系统的碳源、能量流动、营养结构、污染物的生物放大作用及系统稳定性变化的应用研究作了较为系统的论述 ,并对稳定碳、氮同位素在赤潮研究、环境污染治理、生态动力学建模及有机分子化合物系列示踪技术等方面的应用提出展望     

孢粉稳定碳同位素研究进展

由于植物的光合作用途径不同,C3和C4植物的δ13C值有明显不同的分布范围,这可以用来研究环境的变化。花粉的碳同位素分析结果显示其δ13C值与植物的δ13C值变化规律一致,也能很好地反映植物的光合作用途径,进而间接反映其所处的气候环境条件。相比于植物体,化石花粉颗粒组成成分较单一,而其生成时间短,因而其碳同位素或许能较好地反映植物开花期时的环境条件,如雨水、大气CO2等的性质,为更精确的环境重建提供可能。初步的研究结果也显示花粉的δ13C值与开花期的温度存在线性关系。高精度结果的取得依赖于实验技术和仪器设备的改进,研究表明传统孢粉的醋酸酐处理过程中存在碳同位素污染,采用浓H2SO4浸泡可达到相同的去除纤维素的目的而避免污染。另外,通过对质谱仪的改进——装配旋转镍丝等进样系统(SWiM-IRMS),使实验所需的测试量大大减少,对单粒花粉进行测定也已经成为可能,但实验的精度还待进一步提高。     

古纬度对原油稳定碳同位素组分的作用

稳定同位素过去很少成功地应用于对原油地质年代以及各自源岩的沉积环境进行限定。几种与主要时间界限（例如寒武纪—奥陶纪、三叠纪—侏罗纪、老第三纪—新第三纪）相应的原油的δ１３Ｃ的长期幕式变化似乎反映了生物化学过程对有机碳和无机碳保存的影响。通常 ,地质年龄越小 ,原油越趋向于富集１３Ｃ。这些变化似乎与原油的源岩类型无关 ,表明根据原油的δ１３Ｃ有可能限定它们的地质年龄。然而每个地质时间段的原油的δ１３Ｃ值都具有一定的范围 ,并且地质年龄越小 ,这些值的范围越大。因此 ,必须对空间因素如何影响时间上同位素变化进行…     

中国科学院海洋研究所引进IsoPrime稳定同位素质谱仪基本安装调式成功

中国科学院海洋研究所新近引进的由英国GV公司生产的IsoPrime稳定同位素质谱仪已基本安装完毕,该仪器集VG几代同位素质谱仪的精华,是目前稳定同位素比值质谱仪中最新的设计。引进的两台质谱仪主机分别与元素分析仪(EA)和多功能制样及进样系统(Multiprep)以及双路进样系统(DualInlet)连接,并配备了最新型的数据处理系统(Masslynx) ,适用于各类微体古生物化石(包括浮游/底栖有孔虫、钙质超微化石、介形虫等)微量样品的氧碳稳定同位素分析,亦可用于各种有机及无机固体及液体样品的N、H、O、C等稳定同位素分析。该仪器所需样品量少,分析…     

鲈鱼新陈代谢过程中的碳氮稳定同位素分馏作用

利用天然存在的碳氮稳定同位素作为示踪剂，研究了在受控条件下驯养的鲈鱼的新陈代谢过程中不同生态因子(水温、摄食水平、体重等)对鲈鱼体内不同组织的碳氮稳定同位素组成的影响。通过鲈鱼新陈代谢过程中的稳定同位素分馏作用，研究了在生态系统食物网中的物质与能量转换规律。     

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。     

稳定碳、氮同位素在河流系统研究中的应用

对天然存在的稳定碳、氮同位素在河流系统中的有机物质(POM和DOM)来源、转换和运移规律及其与沿岸生态系统的关系、河口区不同来源颗粒有机质的混合过程、河流系统中富营养化的污染来源和土壤中的微生物过程、系统中的营养行为和食物来源途径以及河流有机物质在陆架上的分配、积累和运移规律的应用研究作了较为系统的论述。     

大洋钻探与海洋地球化学──微量元素及稳定同位素地球化学记录

ＤＳＤＰ与ＯＤＰ的深入研究，发展了微量元素和稳定同位素地球化学。全球变化、大规模构造隆起和海底扩张等在微量元素和稳定同位素演化上的反映，使微量元素及稳定同位素地球化学成为地层划分对比的重要手段。     

基于氮稳定同位素的九龙江口鱼类营养级研究

采用氮稳定同位素技术对2013年6—8月九龙江口采集到的隶属于13目42科61属共71种鱼类的营养级进行研究。结果表明,九龙江口鱼类的δ15 N值跨度较大,介于7.23‰~14.66‰之间。以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为基准生物估算出鱼类的营养级介于1.70~3.89之间,营养级最低与最高的鱼类分别为少牙斑鲆(Pseudorhombus oligodon)与多鳞鱚(Sillago sihama)。与Fishbase同种鱼类的营养级数据进行比较,83.1%的鱼类的营养级均值处于Fishbase同种鱼类的营养级范围内,但81.7%的鱼类的营养级均值比Fishbase同种鱼类的营养级均值略低;与传统的胃含物分析结果比较,58.3%的鱼类的营养级在0.5个营养级的误差范围内。基于氮稳定同位素估算的鱼类营养级较低的原因可能与本研究样品中低龄鱼及幼鱼比例较大有关。与其他方法相比,稳定同位素法在研究体型较小的幼鱼和低龄鱼营养级更具优势。鱼类营养级随其个体大小的变化明显,但存在种的差异性:不同体长的髭缟鰕虎鱼(Tridentiger barbatus)和绿鳍鱼(Chelidonichthys kumu)的营养级跨度较大,分别为1.54和1.43;而鳓(Ilisha elongata)等的营养级则跨度较小,这可能与不同鱼类的食性变化有关。     

采用碳氮稳定同位素技术对黄海中南部鳗鱼食性的研究

根据2005年4～5月在黄海和长江口海域进行的春季底拖网调查，应用稳定同位素方法研究了黄海中南部鯷鱼（Engraulis　japonicus）及其可能摄食饵料的碳氮稳定同位素比值，结果表明：（1）黄海中南部鯷鱼的食物组成为不同粒径的浮游动物、太平洋磷虾（Euphausia pacifuca）和仔稚鱼，其中以粒径为500-900μm的浮游动物为主，贡献比例占61％～84％；仔稚鱼贡献比例占16％～21％，较传统胃含物方法分析的结果小；（2）黄海中部海域鯷鱼的碳氮稳定同位素比值平均值较南部海域高，原因可能与各海域的能量来源不同或存在微食物环有关，也可能与不同海域鯷鱼的能量转换途径不一样，即与食物链长短不一有关．     

稳定同位素分析应用于海草生态学研究的进展

在海草生态学研究中,稳定同位素分析方法能有效地揭示海草床中食物网的构建和能量流动以及海草床的环境质量状况。综述了国外近20 a来将稳定同位素分析应用于海草生态研究的理论基础与进展,并对稳定同位素数据分析、稳定同位素分析在海草污染生态学研究的应用和利用海草δ15N值构建近岸海域水体富营养化指标体系等方面提出了展望。     

基于稳定同位素技术的光背团水虱食性分析

为了探究光背团水虱的食性特征,本研究利用碳、氮稳定同位素技术于2015年冬季和2016年夏季对广西北海廉州湾红树林中光背团水虱及其食物来源的碳、氮稳定同位素比值（δ13C值和δ15N值）进行分析。结果显示,冬季和夏季光背团水虱的δ13C值大小范围为-22.85‰~-21.87‰,平均值为（-22.46±0.35）‰;δ15N值大小范围为11.02‰~12.85‰,平均值为（11.88±0.56）‰;光背团水虱的δ13C值、δ15N值变化范围较小,表明其食物来源较为简单。单因素方差分析结果显示,冬季与夏季光背团水虱的平均δ13C值差异不显著（P>0.05）,而夏季的δ15N值普遍高于冬季δ15N值,差异显著（P<0.05）;不同生长阶段的光背团水虱δ13C值、δ15N值会随着体长的增长而增大,差异显著（P<0.05）,表明光背团水虱在生长的过程中可能发生了食性转变。光背团水虱的δ13C值与浮游生物的δ13C值相近,而与红树植物δ13C值差距较远,说明光背团水虱主要以浮游生物为食物来源。基于R语言稳定同位素混合模型（SIAR）计算结果显示,冬季和夏季各粒径级别浮游生物对不同生长阶段的光背团水虱的贡献率趋势基本一致,表现为1.2~25 μm粒级的浮游生物对光背团水虱平均贡献率最高,其次为25~50 μm粒级,粒径大于100 μm的浮游生物对体长小于5.5 mm的光背团水虱贡献率较低,对体长大于5.5 mm的光背团水虱的贡献率随着体长增大而相应增大,说明不同生长阶段的光背团水虱食性有差异。对光背团水虱食性分析的结果可为深入研究团水虱爆发的原因及危害红树林的作用机理提供基础资料。