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1.
The global budget of N(2)O shows a significant imbalance between the known rate of destruction in the stratosphere and the estimated rates of natural and anthropogenic production in soils and the ocean. Measurements of the (15)N/(14)N and (18)O/(16)O ratios in two major tropospheric sources of N(2)O, tropical rain forest soils and fertilized soils, show that soil N(2)O from a tropical rain forest in Costa Rica and from sugar-cane fields in Maui is strongly depleted in both (15)N and (18)O relative to mean tropospheric N(2)O. A major source of heavy N(2)O, enriched in both (15)N and (18)O, must therefore be present to balance the light N(2)O from soils. One such source is the back-mixing flux of N(2)O from the stratosphere, which is enriched in (15)N and (18)O by photolysis and chemistry. However these return fluxes of (15)N and (18)O are so great that a large oceanic flux of N(2)O is required to balance the heavy isotope-enriched stratospheric flux. All these effects will be reflected in climatically related isotopic variations in trapped N(2)O in polar ice cores. 相似文献
2.
本研究优化了采用反硝化细菌法同时测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的方法。在已有研究结果的基础上,通过采用5000~8000 r·min-1的转速离心、高纯氮气吹扫1 h、减少加样量及改造仪器自动进样器等措施对已发表方法进行了优化。对国际标准样品USGS34的分析表明,0.1~0.8μg NO-3-N样品量即可以得到较稳定、准确的测定值和校正值;同一时间内制备的硝酸盐δ15N的SD介于0.05‰~0.09‰之间,δ18O的SD介于0.28‰~0.48‰之间;在三个月之内δ15N和δ18O的测定值基本一致,表明该方法具有较好的准确度、精密度和稳定性。通过研究浸提剂、保存条件以及加热对测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的影响,结果表明:常用的去离子水、KCl、Ca Cl2可能都含有微量的硝酸盐,随着加样量增大,浸提剂中含有的硝酸盐可能就会影响δ15N和δ18O的测定;对于土壤硝酸盐的浸提液,冷冻保存效果较好,保证了土壤硝酸盐氮氧同位素的准确性和稳定性;尽管加热对硝酸盐标准样品USGS34和IAEA-NO3的δ15N没有显著影响,但δ18O显著升高,说明加热易引起氧同位素分馏;而土壤硝酸盐浸提液样品加热前后的δ15N和δ18O的测定值没有显著变化,因此为避免产生氧同位素分馏和节省测试时间,建议同时测定土壤浸提液硝酸盐δ15N和δ18O时直接和反硝化细菌反应。应用本方法对不同肥料处理田间土壤浸提液硝酸盐的氮氧同位素组成进行了测定。 相似文献
3.
氧化亚氮(N2O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N2O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N2O的同位素值δ15Nbulk(N2O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N2O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N2O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N2O来源、指示N2O产生的微生物作用途径,在N2O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N2O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N2O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N2O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ15Nsp等N2O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N2O溯源研究。图2参80 相似文献
4.
Paleoatmospheric records of trace-gas concentrations recovered from ice cores provide important sources of information on many biogeochemical cycles involving carbon, nitrogen, and oxygen. Here, we present a 106,000-year record of atmospheric nitrous oxide (N2O) along with corresponding isotopic records spanning the last 30,000 years, which together suggest minimal changes in the ratio of marine to terrestrial N2O production. During the last glacial termination, both marine and oceanic N2O emissions increased by 40 +/- 8%. We speculate that our records do not support those hypotheses that invoke enhanced export production to explain low carbon dioxide values during glacial periods. 相似文献
5.
Well-preserved fossil marine organisms generally yield very positive delta(18)(PO(4)(3-)) values which are considered to result from relatively good preservation of the original oxygen-isotope composition of phosphatic material deposited under isotopic equilibrium conditions in oceanic water whose O(18):O(16) ratio was more positive than that of modern oceans. 相似文献
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哥斯达黎加海域茎柔鱼角质颚稳定同位素研究 总被引：1，自引：1，他引：0
头足类的角质颚具有结构单一和不易腐蚀的特性,其稳定同位素分析已成为头足类生态学研究的主要方法之一。根据2009年7-8月我国鱿钓船在哥斯达黎加外海捕捞的茎柔鱼样本,对其角质颚进行稳定同位素分析,探讨其与胴长、日龄、性腺成熟度等之间的关系。结果表明,茎柔鱼样本的胴长范围在25.6～35.8 cm之间,体重范围在447.6～1 122.3 g之间,为小型群体;上、下角质颚的δ13C和δ15 N有所差别,但无显著性差异（P〉0.05）;δ13C和δ15N值随着胴长和日龄的增大而增大,两者均符合线性关系;不同性成熟度的个体也有着不同的δ13C和δ15 N值,其中性成熟度为Ⅲ期个体的值最大。δ13C和δ15N值反应出茎柔鱼在生长过程中,其栖息环境从大陆架向大洋转变,活动范围也向着生产力更高的海域聚集,同时与性成熟和个体生长过程密切相关。建议今后应结合研究海域的浮游生物,对角质颚等不同硬组织及其不同部位稳定同位素进行深入分析,以便为了解和掌握茎柔鱼的生态学提供理论参考。 相似文献
7.
通过大田试验,研究不同灌溉方式和施氮处理下早稻、晚稻不同时期稻田N_2O的排放通量、氨氧化细菌数量、氨氧化潜势和无机氮含量的变化,揭示土壤氨氧化细菌数量、氨氧化潜势和无机氮含量对稻田N_2O排放的影响。两季试验均设3种灌溉模式,即常规灌溉(CIR)、"薄浅湿晒"(TIR)和干湿交替(DIR),和2种施氮处理,即100%尿素-N(FM1)和50%尿素-N+50%猪粪-N(FM2)。结果表明:晚稻、早稻分蘖期和成熟期土壤氨氧化细菌数量较低,而孕穗期和乳熟期数量较高;晚稻孕穗期、早稻孕穗期和乳熟期土壤氨氧化潜势较高,而晚稻、早稻分蘖期和成熟期土壤氨氧化潜势较低;相同施氮处理下,DIR模式土壤NH_4~+-N含量高于CIR与TIR模式,DIR与TIR模式土壤NO_3~--N含量均显著高于CIR模式;晚稻、早稻孕穗期和乳熟期DIR和TIR模式土壤N_2O排放通量比CIR模式显著提高,FM2处理高于FM1处理;氨氧化细菌和氨氧化潜势与NH_4~+-N含量之间呈极显著正相关关系,N_2O排放通量与氨氧化细菌和氨氧化潜势之间呈极显著正相关关系。因此,N_2O的排放受到氨氧化细菌和氨氧化潜势的直接影响,稻田NH_4~+-N含量大小会影响氨氧化细菌数量和氨氧化潜势,从而间接影响N_2O的排放。 相似文献
8.
科尔沁沙地杨树水分利用策略 总被引：1，自引：0，他引：1
9.
We propose an isotopic fractionation mechanism, based on photolytic destruction, to explain the 15N/14N and 18O/16O fractionation of stratospheric nitrous oxide (N2O) and reconcile laboratory experiments with atmospheric observations. The theory predicts that (i) the isotopomers 15N14N16O and 14N15N16O have very different isotopic fractionations in the stratosphere, and (ii) laboratory photolysis experiments conducted at 205 nanometers should better simulate the observed isotopic fractionation of stratospheric N2O. Modeling results indicate that there is no compelling reason to invoke a significant chemical source of N2O in the middle atmosphere and that individual N2O isotopomers might be useful tracers of stratospheric air parcel motion. 相似文献
10.
植硅体碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）是一个重要的长期（数千年）陆地碳组分,从而成为陆地土壤长期固碳的重要机制之一。植硅体碳的稳定性对全球陆地土壤碳库贡献比植硅体碳储量要大得多。综述了土壤植硅体碳的形成机制与特征,研究植硅体碳稳定性的重要意义以及影响植硅体碳稳定性的因素:不同植被类型产生的植硅体碳的稳定性存在显著差异,不同生长环境下同一植被类型的植硅体碳稳定性也存在差异;古土壤中的植硅体碳稳定性大于幼年中的土壤;植物植硅体的形态组合能够响应土壤盐碱浓度及pH值的变化;湿度和降水等影响植硅体的数量、大小、形态组合以及碳、氧同位素;大气二氧化碳浓度对植硅体的类型、大小比率等产生影响;植硅体的硅铝比值越低,稳定性越高。表1参90 相似文献
11.
侧柏是北京山区分布范围较广的典型针叶树种,研究侧柏林生长旺季蒸散过程及蒸散组分变化特征对了解该区陆地生态系统水汽交换、植被耗水需求具有重要意义。本研究利用稳定同位素技术于生长旺季(2016年8月)对侧柏林大气水汽δ18O进行原位连续观测,同时选取4个典型晴天采集枝条和土壤样品并测定样品水中的δ18O。结果表明:日尺度上,利用Craig-Gordon模型计算的土壤蒸发水汽氧同位素组成(δE)在4个测定日中均先增大后减小,δE>介于-5.968%~-2.689%,最大峰值出现在12:00—14:00,而近地面大气相对湿度(h)先减小后增大,二者关系为δE=-0.03h2+4.85h-209.5(R2=0.55,n=32),表明h＞75%时,环境相对湿度越大,同位素分馏效应越明显;基于稳态假设估算的植物蒸腾水汽氧同位素组成(δT)和Keeling曲线拟合的侧柏林蒸散水汽氧同位素组成(δET)分别介于-1.210%~-0.951%、-1.599%~-1.004%,日变化趋势复杂,日间变化差异大,但同一观测日内δT和δET变化趋势基本一致,表明植物蒸腾非稳态可能对δT的估算产生偏离,δET变化主要受δT影响;4个测定日中蒸腾量占总蒸散量的比例(FT)介于90.14%~92.63%,说明研究区侧柏林生态系统生长旺季蒸散发绝大部分来自植物蒸腾。研究结果确定了基于日尺度的生长旺季植被蒸腾对蒸散的贡献率,为研究陆地生态系统水汽交换机制提供了有益参考,为区域森林生态建设和管理提供了科学依据。 相似文献
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碳、氮同位素在牛肉产地溯源中的应用研究 总被引：17，自引：1，他引：17
【目的】探索稳定性同位素对中国牛肉产地溯源的可行性，了解牛不同组织中δ13C和δ15N指标在其中的作用。【方法】利用同位素比率质谱仪测定了来自吉林、贵州、宁夏、河北4个地域牛肉、牛尾毛、饲料中的δ13C和δ15N值，比较了不同地域牛组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异，分析了各组织中同位素组成的相关关系，并结合牛的喂养方式，研究了δ13C和δ15N值的变化规律。【结果】不同地域牛组织中稳定性碳同位素组成有极显著差异，排序依次为吉林>贵州>宁夏>河北。吉林、宁夏两地样品与贵州、河北两地样品之间的δ15N值有极显著差异，且后者高于前者。不同地域喂养牛的主饲料成分有其明显的地域特征。脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中碳、氮同位素之间呈极显著相关性。【结论】牛组织中δ13C值可预测其膳食中C4植物所占的比例，δ15N值可区分牧区与农区喂养的牛；δ13C指标对牛肉产地来源的正确判别率高于δ15N指标，两项指标相互补充可显著提高产地来源的正确判别率；脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中δ13C、δ15N值均可作为牛肉产地溯源的指标，它们对牛肉产地来源的判别规律一致。 相似文献
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研究了饲料中C3植物含量不同时对牛不同组织中稳定性同位素碳、氮组成的影响。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C3植物含量为50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%、100.0%的饲料,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C3植物含量呈极显著的负相关关系,用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C3植物所占的比例。牛组织中的氮同位素一定程度上受饲料因素的影响,但未随C3植物含量呈现规律性变化。牛不同组织中δ13C和δ15N与饲料之间的富集或贫化比例与其他报道并不一致。 相似文献
14.
羊组织中碳、氮同位素组成及地域来源分析#br# 总被引：4，自引：1，他引：3
【目的】探讨羊组织中C、N同位素组成特征及其在地域间的变化规律,为利用稳定性同位素技术进行羊肉产地溯源提供科学依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪（IRMS）测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区羊肉、羊颈毛及饲料样品中的δ13C和δ15N值,比较不同地域羊组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异,分析羊组织同位素组成的相关关系,结合羊的饲喂方式和地域环境,探讨C、N同位素组成的变化规律。【结果】不同地域羊组织的δ13C、δ15N值有显著性差异,其δ13C值与牧草δ13C值高度相关,主要受牧草种类的影响;δ15N值与饲料和地域环境有关。脱脂羊肉、粗脂肪及羊颈毛的δ13C、δ15N值均呈极显著性相关。【结论】稳定性C、N同位素可以作为追溯羊肉产地及其饲喂体系的参考指标。脱脂羊肉、羊颈毛、粗脂肪均可用于羊肉产地溯源研究。 相似文献
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基于18O稳定同位素对银川平原北部4种灌木夏季水分利用特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了分析银川平原北部4种灌木对不同水源的利用特征,测定了20年生多枝柽柳(Tama-rix ramosissima)、3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞(Lycium barbarum)和3年生四翅滨藜(Atri-plex canescens)木质部水及不同潜在水源稳定氧同位素组成(δ18 O),应用同位素线性混合模型估算了不同灌木对不同水源的利用率。结果表明:不同深度土壤水δ18 O值存在较大差异,并呈规律性变化。表层(0～5cm)土壤水δ18 O值较井水δ18 O值偏正,说明其受蒸发影响较大。120～140cm土层δ18 O值最正,说明该土层同位素分馏作用最大。140～200cm土壤水受蒸发影响最小,土壤水δ18 O与井水最为接近。3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞、3年生四翅滨藜的木质部水δ18 O值分别为-8.62‰、-8.64‰和-9.23‰,均比20年生多枝柽柳木质部水δ18 O(-9.40‰)偏正。用Iso-Source软件计算的结果显示20年生多枝柽柳和3年生四翅滨藜对地下水和表层土壤水(0～5cm)的利用程度较高,分别利用11.6%和9.3%的地下水,18.2%和14.6%的表层水。3年生多枝柽柳和3年生宁夏枸杞对40～120cm土层水分利用程度较高,分别为93.8%和92.3%。 相似文献
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The Eocene greenhouse climate state has been linked to a more vigorous hydrologic cycle at mid- and high latitudes; similar information on precipitation levels at low latitudes is, however, limited. Oxygen isotopic fluxes track moisture fluxes and, thus, the δ(18)O values of ocean surface waters can provide insight into hydrologic cycle changes. The offset between tropical δ(18)O values from sampled Eocene sirenian tooth enamel and modern surface waters is greater than the expected 1.0 per mil increase due to increased continental ice volume. This increased offset could result from suppression of surface-water δ(18)O values by a tropical, annual moisture balance substantially wetter than that of today. Results from an atmospheric general circulation model support this interpretation and suggest that Eocene low latitudes were extremely wet. 相似文献
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硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献 总被引：3，自引：0，他引：3
【目的】明确好气条件下硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献,比较温度变化对两个过程排放贡献的影响。【方法】通过室内好气培养试验（60%WHC）,采用15N同位素标记技术测定林地和草地土壤在10℃和15℃下铵态氮、硝态氮和N2O的15N丰度,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】好气培养条件下,林地和草地土壤中的硝化作用和反硝化作用同时发生,硝化作用对N2O排放的贡献为53.1%―72.0%,是N2O排放的主要过程。培养期间林地土壤中反硝化过程对N2O排放的平均贡献为44.9%,显著大于草地土壤（28.9%）,而硝化过程对N2O排放的平均贡献为55.1%,显著小于草地土壤（71.1%）。温度增加显著促进了土壤中N2O的排放,但是对硝化和反硝化过程的N2O排放贡献没有影响。【结论】好气条件下硝化作用是土壤中N2O排放的主要过程,但反硝化作用仍占有很大比例。 相似文献
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Most of the oceanic reservoir of dissolved organic matter (DOM) is of marine origin and is resistant to microbial oxidation, but little is known about the mechanisms of its formation. In a laboratory study, natural assemblages of marine bacteria rapidly (in <48 hours) utilized labile compounds (glucose, glutamate) and produced refractory DOM that persisted for more than a year. Only 10 to 15% of the bacterially derived DOM was identified as hydrolyzable amino acids and sugars, a feature consistent with marine DOM. These results suggest that microbial processes alter the molecular structure of DOM, making it resistant to further degradation and thereby preserving fixed carbon in the ocean. 相似文献
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Nitrous oxide in the earth's atmosphere contributes to catalytic stratospheric ozone destruction and is also a greenhouse gas component. A precise budgetary accounting of N(2)O sources has remained elusive, and there is an apparent lack of source identification. One source of N(2)O is as a by-product in the manufacture of nylon, specifically in the preparation of adipic acid. Characterization of the reaction N(2)O stoichiometry and its isotopic composition with a simulated industrial adipic acid synthesis indicates that because of high rates of global adipic acid production, this N(2)O may account for approximately 10 percent of the increase observed for atmospheric N(2)O. 相似文献
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Measurements of the oxygen isotope ratios (18O/16O and 17O/16O) in atmospheric nitrous oxide (N2O) from La Jolla, Pasadena, and the White Mountain Research Station (elevation, 3801 meters) in California and the White Sands Missile Range in New Mexico show that N2O has a mass-independent composition. These data suggest the presence of a previously undefined atmospheric process. The La Jolla samples can be explained by a mixing between an atmospherically derived source of mass-independent N2O and biologically derived mass-dependent N2O. Possible origins of the mass-independent anomaly in N2O are discussed. 相似文献