从树轮б~(13)C序列中提取大气б~(13)C信息的可行性研究

工业革命以来化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气CO2浓度大幅度增加,但同时由于"Suess"效应,大气δ13C值却在不断下降。研究大气δ13C值的变化历史,不仅有助于预测其今后的趋向,而且可以用来了解碳循环的自然变率和校正全球碳预算模型。由于直接的仪器测量从1978年才开始,因此便产生了各种各样的替代方法。利用树轮δ13C值重建古大气δ13C值的变化就是其中的一种,但树轮δ13C值容易受到外界环境因子的影响,从树轮δ13C值中得到的大气δ13C值存在很大的差异。本文分析了树木生长季(5—9月)温度和降水对树轮δ13C值序列变化趋势的影响。结果表明,温度和降水对树轮δ13C序列的趋势变化没有明显的影响,树轮δ13C值近几十年来下降的趋势主要反映的是大气CO2浓度的增加引起的"Suess"效应。但自然灾害的发生和树轮δ13C值的边材效应可以改变这种结果,如新疆昭苏树轮δ13C值和年轮宽度分别在1969年和1967年突然升高以及青海祁连树轮δ13C值在1990年后上升。     

海气CO2通量的溶解无机碳δ^13C值示踪研究进展

海洋是地球表面上碳的重要贮存库,是全球碳循环系统的一个重要子系统,国际上研究海气间CO2交换调控机制的工作长期以来倍受关注.文章简要阐述海气CO2通量研究概况和对海水溶解无机碳δ13CDIC指标的地球化学特征的分析基础上,综述海气CO2通量的溶解无机碳稳定同位素示踪研究进展,并对该方法存在问题和研究发展趋势作了分析与展望.     

内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ13Corg记录的环境演变信息

处于高纬度和高海拔地区的内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg变化反映了气候环境的变化.特殊的自然环境条件造成黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg负段对应暖湿环境,偏正段对应冷干环境.自8.2 kaBP开始,δ^13Corg显著降低,表明本区气候转暖;8.2～4.0 kaBP是全新世大暖期,这一时期黄旗海为高湖面,在7.8 kaBP左右本区气候最为暖湿.4.0～2.2 kaBP,δ^13Corg明显偏正,指示气候变为冷干,全新世大暖期结束.在研究时段内δ^13Corg相对于-23.5‰均值的正负偏移主要反映了湖泊有机质生产率和保存条件的变化.这种变化与当时的气候,尤其是湖泊水位的波动有直接关系.     

南沙珊瑚礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊瑚礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素13C 的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C的平均值为-17.7‰,明显高于永暑礁(-19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关.底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C相对高.对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的.作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度.温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用.     

藏南沉错沉积物有机质δ13C对湖区环境冷暖变化的响应

湖泊沉积物有机质碳同位素δ13C是一种重要的环境代用指标,其对环境变化的响应较为复杂。通过研究藏南沉错CC1孔216 cm柱状沉积物中有机质δ13C的变化,认为其波动是对湖区环境冷暖变化的良好响应,且在暖期偏低,而在冷期偏高。以δ13C的变化为基础并结合其他地球化学指标包括总有机碳(TOC)、氢指数(HI)、碳氮比(C/N)等,讨论了研究区近1 400 a来的冷暖变化,进一步划分出了4个暖期和4个冷期以及若干冷暖过渡期。其中4个暖期依次和"隋唐温暖期"、中世纪温暖期(包含中间2个暖期)和20世纪变暖相对应;而4个冷期中的后3个分别对应于小冰期的3个冷期,其时间范围分别约为1460-1510 AD、1660-1770 AD、1850-1900 AD。CC1孔δ13C值波动所指示的冷暖时期与青藏高原其他地区和我国东部地区利用冰心、树轮、物候资料、史料及观测等资料的研究结果较为相似,反映了湖泊沉积物有机质δ13C作为环境代用指标的有效性以及藏南沉错地区气候变化与其他地区的相似性。     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海珊瑚礁生态进行调查，采集了永署礁和渚碧礁生态系统中不同营养极的生物样品，测定了它们的稳定同位素^13C的丰度δ13C,结果表明，永署礁中的δ13C沿着的链有明显的增加趋势，渚碧礁则不明显，渚碧礁生态系中δ13C的平均值为－17．7‰），这主要与生物种群的差异，纬度变化及环境因子有关。底枉性鱼类比游游性鱼类的δ13C相对高，对于肉食的珊瑚礁鱼类来说，不型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类，这可能是由于代谢反应差异引起的，作为代谢的主要器官肝腑的^13C有更高的富集度，温度，生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用。     

广东流沙湾5种贝类的δ~（13）C值和δ~（15）N值研究

广东流沙湾海水养殖业发达,尤其是贝类增养殖已成为当地的支柱产业.但近年来其养殖环境的恶化对贝类产品的安全输出造成了越来越严重的影响,利用稳定同位素技术研究贝类的新陈代谢过程可为贝类增养殖提供较先进的基础数据.本研究选取流沙湾的5种重要养殖贝类,对其肌肉组织、鳃、外套膜和内脏囊分别进行稳定碳、氮同位素测定分析.结果表明,贝类δ13C值的范围是-19.14‰～-15.11‰,δ15N值的范围是6.10‰～10.57‰.从大小、组织、种类三方面比较5种贝类的稳定碳氮同位素比值,可得出如下结论：同种贝类,大小不同,其δ13C、δ15N值大都随壳长、壳重的增大而减小,但翡翠贻贝（Pernaviridis）的δ13C值和墨西哥湾扇贝（Argopecten irradians concentricus）的δ15N值则相反,无论大、小组之间δ13C、δ15N值的变化是增大还是减小,幅度均不超过1.00‰;同种贝类,组织不同,其δ13C、δ15N的最小值均为内脏囊,δ13C的最大值不定,δ15N的最大值也是内脏囊;相同组织,不同贝类,其δ13C、δ15N值的大小排列顺序各不相同,无统一规律,但华贵栉孔扇贝（Chlamys nobilis）的δ13C值均小于墨西哥湾扇贝,而马氏珠母贝（Pinctada martensii）的δ15N值均小于企鹅珍珠贝（Pteria penguin）.由研究数据可推知流沙湾双壳贝类的物质与能量流动途径基本是由内脏囊到外套膜和鳃,最后到肌肉.     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ_(13C)的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊湖礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素 13C的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C 沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C 的平均值为 -17.7‰,明显高于永暑礁( -19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关。底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C 相对高。对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的。作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度。温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3 还是C4 植物为主对生物体内的δ13C 起决定作用。     

南海北部表层沉积物碳酸盐含量和δ18O及δ13C的空间与粒径分布特征及其控制因素

为深入研究南海北部表层沉积物中碳酸盐的来源及其控制因素,采用湿筛法,对南海北部珠江口、陆架、陆坡及海盆表层沉积物中碳酸盐的含量、δ18O和δ13C及其粒度分布特征进行了研究。结果表明,南海北部表层沉积物中的碳酸盐可能主要以海洋自生碳酸盐为主,其含量在空间上以陆坡显著高于海盆、陆架及珠江口为特征。粒度上,陆架(水深80 m)和浅陆坡(水深550 m)处碳酸盐的粒度分布相对平均,但在珠江口及730 m以深,76.9%~84.5%的碳酸盐分布于小于32 μm的粒级中。另外,珠江口和陆架与陆坡和海盆碳酸盐δ18O和δ13C的空间及粒度分布特征显著不同。珠江口陆架区,在空间上从珠江口向陆架,全样碳酸盐的δ18O和δ13C由轻变重。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒径的增大而变重,并且δ18O和δ13C之间正相关,主要受珠江淡水的δ18O及其δ13C_DIC控制。陆坡海盆区,空间上,从陆坡向海盆,δ18O略有变轻,δ13C基本不变。粒度上,碳酸盐的δ18O和δ13C随着粒度的增大没有明显的变化趋势,并且δ18O与δ13C之间不相关或负相关。其δ18O可能主要受表层海水的温度控制,其δ13C可能主要受海水δ13C_DIC控制。