中国北方黄土区C-3草本植物碳同位素组成研究

对生长在我国北方黄土区的367个C-3草本植物样品进行了碳同位素分析, 结果表明我国北方黄土区C-3草本植物δ ¹³C值分布区间为-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.7‰; 黄土高原中部半湿润区的C-3草本植物δ ¹³C值分布集中, 在-24.4‰ ~ -28.5‰之间, 平均值为-27.5‰; 而黄土高原西部边缘的半干旱-干旱气候区的C-3植物δ ¹³C值变化范围在-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.2‰; C-3植物的δ ¹³C值在黄土高原中部的半湿润气候区比黄土高原西部边缘半干旱-干旱气候区显著偏轻. 年降雨量是造成这种显著偏轻的主要原因, C-3植物的碳同位素组成随着年降雨量的减少而变重, 在我国北方黄土区年降雨量每增加100 mm, C-3植被 δ ¹³C平均值将偏负约0.49‰左右.     

中国北方黄土区C4植物稳定碳同位素组成的研究

通过对中国北方黄土区C₄植物稳定碳同位素(δ ¹³C)的系统分析, 发现C₄植物δ ¹³C值分布区间为-10.5‰ ~ -14.6‰, 其平均值为-12.6‰ ± 0.82‰; C₄植物δ ¹³C组成有随年降雨量减少, 即从半湿润区到半干旱区, 再到干旱区微微变轻的趋势; C₄植物的稳定碳同位素组成雨季比旱季偏重. 以上变化趋势都与C₃植物稳定碳同位素变化趋势相反.     

青藏高原草地群落植物碳同位素组成与海拔梯度的关系

采用生物量加权法和直接测定法获得群落水平叶片和根系碳同位素组成(δ13C),进而探讨群落水平叶片和根系δ13C特征以及它们的海拔趋势,并调查叶片δ13C对随海拔变化的环境因子的响应,以确定影响叶片δ13C海拔趋势的主要驱动因子.研究发现,高寒草原植物叶片δ13C显著高于高寒草甸和温性草原;高寒草甸植物叶片的δ13C显著低于根系;整体上,叶片δ13C以0.60‰km–1的变化率随海拔升高而增大,这低于在物种水平上得到的变化率,而根系δ13C与海拔无相关关系.大气压强是引起叶片δ13C随海拔变化的主要驱动因素,降水和温度的影响较小.     

C3, C4植物及燃烧对土壤磁化率的影响

从现代不同植物的灰化、植物的根系和植物群落的燃烧等方面探讨了植物对土壤磁化率的影响, 发现植物特别是C4植物的生长对土壤磁化率有重要的贡献, 这对于探讨土壤磁化率的形成机制以及确切地解释黄土磁化率变化的气候意义无疑是非常重要的.     

沼泽沉积环境中植物和沉积脂类单体碳同位素组成特征及其成因关系研究

为了认识沼泽典型沉积环境中沉积脂类与生物脂类碳同位素的内在联系, 应用GC-IRMS碳同位素分析新技术, 对若尔盖沼泽草本植物、木本植物叶和沉积物中单体脂类碳同位素进行了测定. 结果表明, 不同类型植物之间的正构烷烃碳同位素组成存在着明显的差别, 草本植物的δ¹³C值(−32.2‰~−36.9‰)要比木本植物叶类的(−27.2‰~−35.0‰)平均低3.3‰. 植物中脂肪酸碳同位素组成(−30.3‰~−36.2‰)与正构烷烃的类似, 并且不饱和脂肪酸的δ¹³C值分布在饱和脂肪酸δ¹³C值范围之内. 植物脂类之间的碳同位素组成变化较大, 范围为2.4‰~7.8‰. 沼泽沉积脂类碳同位素组成与生物脂类的密切相关, 沉积物中正构烷烃、≥C₁₆脂肪酸、正构脂肪醇、甾醇和α-正构脂肪酮碳同位素组成(−27.0‰~−36.9‰)类似于植物脂类, 并且短链和长链沉积脂类碳同位素组成较为相似, 说明它们都来自高等植物; 只有沉积C_14:0和C_15:0脂肪酸碳同位素组成比植物中同碳数的轻, 反映了它们部分细菌成因的特征.     

云南4个湖泊浮游生物碳、氮稳定同位素的季节变化及其影响因子

浮游生物是湖泊食物网的重要组成,其碳、氮稳定同位素能够反映元素地球化学循环和食物来源的波动,是了解水域生态系统结构变化的重要手段之一.本文选取云南4个不同类型湖泊,开展浮游生物碳、氮稳定同位素组成(δ13C、δ15N)的季节变化与湖泊对比研究.大型深水湖泊(抚仙湖和阳宗海)中,浮游植物δ13C值在夏、秋季(-20.34...     

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月-2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ¹³C、δ¹⁵N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明: 芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ¹³C、δ¹⁵N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ¹³C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ¹⁵N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,¹³C与¹⁵N既有释放也有富集。δ¹³C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ¹⁵N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ¹⁵N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。     

末次冰期以来雷州半岛北部C3/C4植物相对丰度变化及其驱动因素

末次冰期以来陆地植被中C₃/C₄植物相对丰度变化及其驱动因素是当前古生态古气候研究中的重要内容.本文利用雷州半岛北部下录和屋山两处泥炭沉积有机碳同位素组成(δ¹³C_org)重建了该区域末次冰期以来C₃/C₄植物相对丰度演化历史,并探讨了其可能的驱动因素.结果表明,在MIS-3阶段初期,屋山地区的植被以C₃和C₄混合植被为主,在此后的MIS-3阶段绝大部分时期,下录和屋山地区的植被主要为C₃植被,在个别时段C₄植物也曾一度有所扩张;在MIS-2阶段,下录地区C₃植物含量显著降低,区域植被以C₄植物为主;在全新世初期,下录地区的C₃植物含量呈现出增加趋势,气候环境变得有利于C₃植物生长.对比研究表明,由于在末次冰期乃至冰期最盛期阶段,雷州半岛地区的气温下降幅度可能仅在5~8℃左右,温度足以满足C₃/C₄植物的生长需要,从而使得受东亚夏季风强度直接影响的降水增多或减少成为控制本区域C₃/C₄植物相对丰度变化的主导因素.此外,大气CO₂浓度可能对该地区C₃/C₄植物相对丰度变化也具有一定的影响.     

塔里木盆地典型海相原油沥青质中1，2，3，4-四甲基苯的碳同位素组成——母源形成于强还原环境的证据

尽管已经有塔里木盆地塔北地区海相原油沥青质中以及原油中1,2,3,4-四甲基苯与1-烷基-2,3,6．三甲基苯系列化合物检出的报道,但其来源仍然未得到证实．分别利用瞬间热解-气相色谱-质谱（PY—GC-MS）与气相色谱．同位素比值质谱联用技术（GC-C-IRMS）研究了塔里木盆地塔北与塔中地区典型海相原油沥青质的热解产物组成与热解产物中单个化合物的碳同位素组成．结果表明,原油沥青质的热解产物中普遍检出了高含量的1,2,3,4-四甲基苯．热解产物中1,2,3,4-四甲基苯的δ^13C值在-19．6‰—～24．0‰之间,正构烷烃的δ^13C范围在-33．2‰—35．1‰之间．1,2,3,4一四甲基苯相对于正构烷烃以及原油沥青质显著富集^13C（分别达10．8‰～15．2‰与8．4‰～13．4‰,证明塔里木盆地海相原油沥青质热解产物中检出的丰富的1,2,3,4-四甲基苯来源于营光合作用的绿硫细菌（Chlorobiaceae）．由此可推测塔里木盆地多数海相原油沥青质的母源应形成于静水条件下H2s充溢的强还原环境．