贾湖遗址人骨的稳定同位素分析

古代人类食谱研究是生物考古的重要组成部分, 也是当前国际科技考古领域的研究前沿. 利用稳定同位素分析方法, 尝试揭示贾湖遗址先民的食物结构以及生活方式的变化. 人骨的骨胶原含量、C含量以及N含量, 尤其是骨胶原C/N摩尔比的分析表明, 28个样品中13个已经受到埋藏环境的污染, 不能用作食谱分析. 其余样品骨胶原的δ ¹³C((-20.37±0.53)‰), 表明先民主要以C₃类作为食物来源. 根据骨胶原中δ¹³C和δ ¹⁵N的不同，先民的食谱可划分为4类. 两者相关性的缺乏, 当与该遗址以农耕经济为主有关. 骨胶原δ¹⁵N和羟磷灰石δ¹³C纵贯整个文化段的变化, 反映了先民从狩猎转向采集、捕捞直至发展稻作农业和家畜饲养的改变. 而羟磷灰石中δ ¹⁸O则无明显变化, 揭示了该遗址气候较为稳定.     

北阡遗址人和动物骨的C，N稳定同位素分析

青岛市即墨北阡遗址先后经过三次考古发掘,出土大量大汶口文化和周代两个时期的人和动物骨资料,对其进行碳和氮稳定同位素分析可望复原先民的食物结构,探讨动物、植物驯养情况．分析结果表明：大汶口文化和周代先民的食物结构中粮食作物以C4类食物为主,肉类更多为海洋贝类和家畜;家猪的驯养则以C3植物为主,并受先民生活方式的影响．研究推测,尽管北阡遗址地处海岸线附近,海洋渔业更多依赖贝类而不是海洋鱼类．总体而言,大汶口时期先民的食物资源包括粟类作物（C4植物）、贝类海洋食物和家畜,体现为农耕、驯养和渔业为主,而狩猎为辅的生活方式;周代与之相比,驯养和海洋渔业等肉食资源更丰富,生活条件有了显著提高．     

呼伦湖东露天矿剖面有机碳的总量及其稳定碳同位素和古环境演化

湖泊沉积物中有机碳的总量（TOC）取决于湖泊的初始生产力及有机质沉积后的保存能力,而有机碳的稳定同位素（δ~(13)C）值则反映了不同来源有机质的组成以及流域古植被状况。本文通过对内蒙呼伦湖东露天煤矿剖面TOC及δ~(13)C值的垂直分布的研究,结合剖面的沉积特征及孢粉、硅藻分析结果,讨论了呼伦湖地区末次冰期以来古气候古环境演化过程。结果表明有机碳的总量及其稳定碳同位素可作为分析古气候环境的一种有效的代用指标。     

利用C，N稳定同位素分析法鉴别家猪与野猪的初步尝试

采用动物考古学和分子生物学的研究方法探索家猪的起源已取得丰硕的成果,但如何科学鉴别驯化初期的家猪,至目前为止一直缺乏有效的研究思路和方法．与野猪的食物主要源自自然环境相比,家猪的食物则更容易受人类饲喂活动的影响,故此,理论上,探索猪群间的食物结构差异,了解人类的饲喂活动对猪食物的影响,可望科学地辨别家猪与野猪．对山东后李文化时期（约8500～7500年前）小荆山遗址的人骨以及月庄遗址的动物骨进行了C,N稳定同位素分析,探索猪群食谱差异,并通过与先民以及其他动物的同位素数值比较,尝试科学地鉴别家猪与野猪．先民的δ^13 C（平均值-17．8‰±0．3‰和δ^15 N（平均值9．0‰±0．6‰）表明,先民虽已开始从事粟作农业,但粟作农业在人类的生活方式中尚不占主导地位（因为粟类植物是一种典型的C4植物）,先民还主要以采集、狩猎或驯养家畜为生．牛的δ^13 C值（-16．1‰）和δ^15 N值（6．9‰）,表明其食物主要以C3类植物为主,兼具少许C4类植物．与牛相比,鱼的δ^13 C值（-24．9‰）更低而和δ^15 N值（8．8‰）更高,显示出欧亚大陆淡水鱼的同位素特征．依据δ^13 C值和δ^15 N值的不同,猪可分为3组：A组,由两头猪组成,具有低的δ^13 C值（-18．1‰,-20．0‰）和δ^15 N值（4．7‰,6．0‰）;B组,仅有一头猪,具有最高的δ^13 C值（-10．6‰）和居中的δ^15 N值（6．4‰）;C组,仅有一头猪,其δ^13 C值（-19．0‰）较小而δ^15 N值（9．1‰）最高．现代或古代野猪骨的C,N稳定同位素分析研究已经表明,野猪主要以C3类植物为主,其δ^15 N值更接近于食草类动物而远离食肉类动物．通过与小荆山遗址先民、野猪及河南西坡遗址（仰韶文化,6000—5500年前）和康家遗址（龙山文化,4500～4000年前）家猪同?     

稳定同位素技术应用于水域食物网的方法学研究进展

稳定同位素技术是揭示食物网中物质的循环路径和探究消费者、生产者间的营养关系的重要方法.但是,不同的样品处理方法可能引起同位素比值的变动,使得食物网模型的建立和各研究结果间的相互比较存在一定的困难.样品的预处理主要分为四个环节,即保存、分离、酸化和干燥.在水域生态系统中,水体中的颗粒,溶解性有机物质、细菌、浮游动物、藻类、水生植物、鱼类及底栖动物等采集后,通过分离纯化,得到目的样品,-20℃冷冻保存.对于含有无机碳酸盐的生物样品,例如沉积物、含有钙质结构的无脊椎生物、部分浮游生物等需要酸化处理以排除无机碳对6"c测定的影响,1mol/L.HCl滴加可以达到很好的去除效果.对于生物样品δ15N的测定则不需要酸化处理.最后,样品经冷冻干燥或40—70℃低温烘干以备稳定同位素的测定.另外,用福尔马林、乙醇等保存在博物馆里的样品,对于长时间尺度上食物网的重建具有重要的生态学意义.本文系统总结了不同研究中样品处理过程的差异,分析其干扰机制,为进一步的方法学研究奠定了基础.     

过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质碳同位素的古环境指示意义

通过测定抚仙湖沉积物全有机样品的稳定碳同位素组成(δ~(13)C_(org))、总氮、总有机碳含量指标并计算碳氮比值,对过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质来源、δ~(13)C_(org)的影响因素及其所指示的古环境意义进行分析.结果表明:在过去的5000 cal a BP里,抚仙湖沉积物有机质主要来源发生明显变化,沉积物有机质输入由内源水生生物和陆生C_3植物共同输入(5000-2300 cal a BP阶段)转变为以内源沉水植物、浮游植物和藻类等输入为主(2000 cal a BP至今阶段);有机质来源发生变化是造成抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值变化的主要原因;2000 cal a BP以来,陆源有机质输入的锐减与人类活动的影响密切相关;在2300-2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值的快速变化可能指示了抚仙湖流域的古环境在这一时期经历了快速变化的气候事件.     

广东南雄盆地白垩系-第三系界线剖面恐龙蛋壳稳定同位素记录:地层及古环境意义

研究了南雄盆地两个白晋垩－第三系（Ｋ／Ｔ）剖面恐龙蛋壳的碳、氧稳定同位素组成．结果显示,在 Ｋ／Ｔ交界过渡的大约 １５０ ｋａ期间内, δ~（１８）Ｏ出现了多次向正值偏移,说明当时曾出现过至少 ３次年平均气温在 ２７℃以上的相当严重的干燥气候．蛋壳δ~（１３）Ｃ值在－８．３７‰。～１１．６０‰之间,再加上因新陈代谢作用富集了１６‰,表明由这些蛋壳所代表的恐龙可能以δ~（１３）Ｃ为～２４．３‰～２７．６０‰的Ｃ_３型植物作为主要食物来源．然而,在Ｋ／Ｔ交界过渡期间蛋壳δ~（１３）Ｃ相对亏损（约１．３‰）可能间接说明当时曾有过较长时间大气ＣＯ_２浓度的持续升高．     

鳙、鲢鱼鳞作为稳定同位素研究非致命采样替代物的有效性

稳定同位素分析技术已成为食物网研究中的关键技术,通用方法是取鱼类背部白色肌肉,在实际应用过程会导致鱼类的死亡,因而有所局限.使用非致命组织作为稳定同位素研究中的替代组织越来越得到关注,但是目前国内尚未开展相关研究.比较鳙(Aristichthy nobilis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)鱼鳞与肌肉组织中δ13C和δ15N比值,发现鳙、鲢的鱼鳞与肌肉组织中δ13C和δ15N比值均有显著差异.鱼鳞δ13C比值比肌肉更富集,平均高2.54‰,而δ15N比值比肌肉平均低0.7‰.对鳙、鲢的鱼鳞与肌肉组织δ15N比值含量进行相关分析发现,通过构建线性模型,可用校正后的鱼鳞δ15N比值替代肌肉组织δ15N比值.鲢的鱼鳞与肌肉组织δ13C比值存在显著线性相关,而鳙的鱼鳞与肌肉组织δ13C比值无显著相关关系.     

鄱阳湖流域饶河鱼类稳定同位素比值和营养级的空间变化

由于水文特征的变化和栖息生境的异质性,河流食物网结构存在着一定的空间变化.认识人类活动对河流食物网结构空间变化的影响能够为河流生态系统的科学管理提供有效指导.利用稳定同位素分析技术,测定枯水季节饶河不同地区初级生产者和鱼类的碳、氮稳定同位素比值(δ13C和δ15N),比较饶河下游鄱阳和中游海口河段4种常见鱼类的δ13C、δ15N值和营养级,并分析导致不同河段食物网结构差异的原因.结果表明,鄱阳与海口两个地区鱼类的δ13C值无显著差异,但δ15N值差异显著.鱼类的δ13C值变化范围在鄱阳河段大于海口河段,鳜(Siniperca chuatsi)和贝氏(Hemiculter bleekeri)在鄱阳河段的δ15N值要显著高于海口河段,而黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)和鲫(Carassius auratus)的δ15N值在鄱阳河段却表现更低.另一方面,除黄颡鱼外,鳜、贝氏和鲫在鄱阳河段的营养级均显著高于其在海口河段的营养级.研究认为,由于颗粒有机物和附着藻类的δ13C值在鄱阳与海口河段没有显著差异,因而导致鱼类的δ13C值也没有明显变化.不同生境下初级食物源δ15N值的差异及人为扰动的程度可能是影响饶河不同河段鱼类的δ15N值存在明显差异的主要原因.     

基于15N稳定同位素示踪技术的太湖梅梁湾浮游植物群落氮吸收动力学研究

浮游植物对氮的吸收与其生长繁殖密切相关,太湖梅梁湾湖区蓝藻水华频频暴发,对该水域浮游植物氮吸收进行研究具有重要意义.本文分别在冬、春、夏、秋4个季节于梅梁湾采样,对水体常规理化指标和浮游植物群落结构进行分析,并利用¹⁵N稳定同位素示踪技术研究了浮游植物对铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）和尿素态氮（Urea-N）吸收的动力学特征.结果表明,太湖梅梁湾浮游植物群落除了秋季对NH₄⁺-N的吸收不符合米氏方程外,其余均符合.冬季和春季3种形态氮最大吸收速率（V_max）的大小依次为：NH₄⁺-N > NO₃^--N > Urea-N,而夏季为：NH₄⁺-N > Urea-N > NO₃^--N.3种形态氮V_max的季节变化规律为夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季.V_max在不同季节以及不同形态氮之间的差异性可能与浮游植物群落组成以及水体中NH₄⁺-N浓度不同有关.浮游植物对NH₄⁺-N吸收的K_S值在冬、春季高于夏季,对Urea-N吸收的K_s值则在夏、秋季高于冬、春季,而对NO₃^--N吸收的K_s值则在夏季显著高于其他3个季节.冬季和春季梅梁湾浮游植物群落最容易受到NO₃^--N限制,而最不容易受到Urea-N的限制;而夏季,则最容易受到NO₃^--N限制,而最不容易受到NH₄⁺-N的限制,且浮游植物群落对NH₄⁺-N的亲和力最高.与NO₃^--N相比,秋季浮游植物更容易受到Urea-N的限制.不同季节,容易对浮游植物产生限制作用的氮的形态不同.     

南四湖沉积剖面中色素与有机碳同位素特征的古环境意义

湖泊沉积物中的色素含量与种类是研究湖泊初始生产力和湖泊环境的有效手段之一．而有机碳同位素比值反映了沉积有机物来源信息．本文在对南四湖沉积剖面中总有机碳含量分析的基础上,测定了有机碳的同位素比值,同时通过剖面中色素指标的分析,揭示该湖泊环境演化历史．研究表明,南四湖成湖时代为2．45kaB．P,成期水体主要来自黄河泛滥;其次,南四湖东西沉积环境差异较大,西部（微山湖）主要受黄河泛滥影响,东部（独山湖）则为山麓碎屑沉积;近代南四湖中蓝藻大量繁盛,湖泊具有逐步向富营养化发展的趋势．     

南海冰期深部水性质的稳定同位素证据

根据南海 9个深海柱状样中底栖有孔虫的稳定同位素记录 ,初步建立末次盛冰期以来的δ18O和δ13 C深度剖面 .结果表明末次盛冰期南海深部水的δ18O和δ13 C垂直梯度较全新世明显增大 ,并存在深约 2 0 0 0m的深温跃层和营养物跃层 ;特别是末次盛冰期相对全新世δ18O和δ13 C的变化分别减去冰川效应和全球平均变化值后 ,在水深 1 0 0 0～ 2 5 0 0m间出现正值 ,说明末次盛冰期南海这一深度范围内存在温度较冷或盐度偏咸、垂直流通好、富13 C的深层水团 ,与今明显不同 .进一步证实冰期存在“北大平洋深层水” ,但可能仅限于水深约 1 0 0 0～ 2 5 0 0m的范围内 .     

人类活动对太湖水环境影响的稳定氮同位素示踪

人类活动对湖泊环境变化的影响是目前全球变化研究的热点之一.识别水体中人为氮源的贡献对于研究人类活动对湖泊环境变化的影响十分重要.稳定氮同位素组成(δ15N)是水环境中人为氮源的有效示踪剂.太湖是我国典型的大型浅水富营养湖泊,位于人口稠密、经济发达的长江三角洲地区,是研究人类活动对水环境影响的理想对象.太湖水体δ15N值的空间分异规律大致反映了不同湖区人类活动影响水环境的方式,上游宜兴小流域及河口主要受农业活动影响,胥口湾和东太湖则主要是水产养殖的贡献,梅梁湾受城市生活污水影响较大.而且水体δ15N值的水平反映了人类活动的影响从南部湖区到北部湖区逐渐加强的趋势,表现为南部河口—东太湖—梅梁湾不同水体从草型水体到藻型水体δ15N值增加的趋势.另外,夏季(6月)太湖水体δ15N值的变化响应于初级生产力的变化,体现了生物作用的影响.在蓝藻水华暴发时期,利用水体δ15N值识别人为氮源的结果可能会受到生物过程的干扰.     

贵州桐梓某第四纪洞穴钟乳石的氧、碳稳定同位素比值及其古温度的初步测定

测定天然地质样品的氧、碳稳定同位素比值可以了解地质历史时期的古温度变化,在地震研究中掌握地下水某些异常情况也很有意义。我们建立的氧、碳稳定同位素真空分析装置对贵州桐梓钟乳石的微量包体水和碳酸盐方解石进行了氧、碳稳定同位素分析并对其形成温度作了初步计算。提取包体微量水中的氧采用BrF_5法,其优点是,氧的产率高,试样用量少(约10微升左右),本实验     

利用洞穴石笋的δ18O和δ13C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     

树轮密度、稳定C同位素对过去近100a陕西黄陵季节气温与降水的恢复

相关函数的分析表明,黄陵地区树轮早材最小密度与6月份气温及4～6月份降水显著相关,其相关系数分别为 0.616(α=0.0001)和-0.662(α=0.0001).在此基础上,将早材最小密度指标与稳定C同位素指标采用第一主分量法合并,较精确地重建了黄陵地区6月气温,重建值的解释方差达45%.同时以早材最小密度重建了该区4～6月降水,解释方差达49%.并提出,6月份气温实质上指示了东亚夏季风前锋到达此地时间上的早晚.     

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     

长沙桃子湖湖水稳定同位素的变化及其影响因素

基于对长沙桃子湖湖水和降水中稳定同位素的监测数据,分析了湖水中稳定同位素的变化特征及其与降水和蒸发的关系,旨在了解湿润气候条件下小型湖泊的湖水稳定同位素的变化规律,揭示降水和蒸发对湖水稳定同位素变化的具体影响.在时间变化上,湖水稳定同位素具有明显的季节变化,湖水中δ¹⁸O的最大值出现在春季,最小值出现在冬季;湖水中过量氘的最大值出现在5-6月,最小值出现在9-10月.在空间变化上,桃子湖不同深度和不同空间点上的湖水中δ¹⁸O差异很小,说明湖水基本处于均匀混合状态.当5日累计降水量≥ 20.3 mm时,湖水中δ¹⁸O的变化与5日累计降水量之间的负相关关系非常显著,但与5日累计蒸发量之间呈弱正相关;湖水中过量氘的变化与5日累计降水量之间无显著相关关系,但与5日累计蒸发量之间呈弱的相关性;相比于平均湖水蒸发线,该降水段的蒸发线斜率和截距均有明显增加.当累计降水量<20.3 mm时,湖水中δ¹⁸O的变化与5日累计降水量之间的相关程度明显降低,但与5日累计蒸发量之间的相关程度则明显提高;湖水中过量氘的变化与5日累计降水量以及与5日累计蒸发量之间的相关关系显著提高;相比于平均湖水蒸发线,该组蒸发线的斜率和截距均有明显减小.     

黄土碳酸盐中古气候变化的同位素记录

分析了采自西峰、洛川和渭南黄土剖面的钙结核和全岩样品中碳酸盐的碳氧同位素组分,发现黄土中钙结核的碳氧同位素可以成为有效的古气候变化的指标,记录了它们形成时期的环境状况,对不同地点的同位素数据对比有可能提供过去环境变化的空间格局。全岩样品的碳酸盐的同位素组分也记录了有用的环境信息,过去150ka渭南剖面的碳氧同位素曲线很好地反映了不同地层单位代表的古气候波动,这些曲线可以和黄土中其他的气候指标及深海沉积物的同位素记录相对比。     

西藏冬虫夏草寄主蝠蛾幼虫食性的稳定碳同位素证据

对青藏高原色季拉山冬虫夏草适生地的寄主蝠蛾幼虫及其主要近邻植物的嫩根和土壤腐殖物质组分进行了系统的稳定碳同位素组成研究,发现在该地区存在两类食性不同的蝠蛾幼虫。第一类以土壤腐殖物质为主要食物,其δ^13C值为-22.6‰－-23.4‰,头部的δ^13C值大于-23.4‰;第二类以植物嫩根为主要食物,其δ^13C值为-24.6‰－-27.6‰,头部的δ^13C值小于-24.6‰。突破了前人关于蝠蛾幼虫的食物来源仅限于植物嫩根的认识,为规模化繁育蝠蛾幼虫时选取廉价优质食物和建造适合蝠蛾幼虫生长的人工适生地提供科学依据。