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水汽稳定同位素组成（v）可以为水循环研究提供大量有价值的信息。近年来,稳定同位素红外光谱技术（isotope ratio infrared spectroscopy, IRIS）的发展为获得高时间分辨率的水汽稳定同位素原位测量数据提供了可能。在水汽稳定同位素组成研究取得了巨大进展的同时,适时对v及其在生态系统水循环应用的研究进展进行综述,可以为后续研究提供借鉴和参考。从5个方面对水汽稳定同位素组成的研究进行了详述,分别是:①水汽稳定同位素分析仪的在线校正;②v的变化规律;③氘过量的变化特征;④蒸散发组分的区分;⑤叶片水18O富集的估算。目前水汽稳定同位素的观测站点十分稀少,尽快建立全球的水汽稳定同位素观测网络并进行长时间的连续观测,将大大促进生态系统水循环和生态过程解析及其模拟方面的研究。同时,将稳定同位素在线观测数据和通量观测以及遥感模型结合起来,可以更好地揭示区域乃至全球水循环模式和机理机制。表1参81 相似文献
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《山东农业科学》2017,(5)
研究大气降水中氢氧同位素的特征能够揭示水循环规律。依据全球氢氧稳定同位素监测网(GNIP)提供的大气降水稳定同位素资料,选择石家庄地区1985―2003年的资料数据,结合气象资料和水汽来源,分析了石家庄地区大气降水氢氧同位素的特征及变化规律,并建立了局地大气降水线方程。结果表明:石家庄地区大气降水的~(18)O春季最为富集,冬季最为贫化,夏秋两季相近;局地大气降水线方程为δD=6.39δ~(18)O-3.75,斜率和截距明显小于全球和中国大气降水线方程,反映该地区偏干旱的气候特征;年尺度上,石家庄地区大气降水δ~(18)O和δD具有一定的温度效应,但降雨量效应极为微弱,只在春夏季较为显著,表明该地区降水同位素受温度的影响作用更大。 相似文献
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稳定同位素在植物水分来源及利用效率研究中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了稳定氢、氧、碳同位素技术在定量区分植物水分来源及利用效率研究中的应用。以往大量研究结果表明,由于植物根系在吸收水分过程中没有发生同位素分馏,所以通过比较和分析植物木质部水分及其可利用水源的氢氧同位素δ值,就可以定量判断植物的水源;植物在光合作用过程中会产生碳同位素的分馏,从而使得植物叶片中的碳同位素组成能够成为指示植物水分利用效率的一个间接指标,是目前研究植物叶片长期水分利用效率的最佳方法;稳定同位素技术作为安全的示踪剂,有助于人类了解植物的生理生态功能,随着该技术的不断完善和研究的不断深入,同位素技术将会在生态学研究的许多领域得到广泛的应用。 相似文献
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植物叶片水稳定同位素变化可以直接沟通植物叶片内部与外界的物质和能量联系,并能够反映植物生长周围的气候与生态信息.另外,植物叶片水作为参与水循环的一个重要环节,了解叶片水稳定同位素组成有助于揭示其在局地水体稳定同位素循环中的分配与贡献.概述了国内外叶片水稳定同位素研究现况;介绍了叶片水稳定氢、氧同位素在植物体中的分馏过程及形式(热力学平衡分馏、动力学分馏以及生化分馏)以及影响叶片水稳定同位素组成的气象和生态因子;阐述了叶片水稳定同位素修正的Craig-Gordon稳态模型、string-of-lakes模型、Péclet效应的稳态模型、非稳态效应的模型、Péclet效应的非稳态模型以及二维模型的构建与完善过程;最后讨论了植物叶片水稳定同位素研究存在的问题,并从叶片水稳定同位素与气象、生态因子的关系,叶片水蒸腾线的斜率和截距及过量氘的意义,模型适用性的验证以及叶片水稳定同位素在水文循环的应用等方面展望了研究方向. 相似文献
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博斯腾湖流域氢氧同位素特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]明确博斯腾湖流域不同水体氢氧同位素特征差异。[方法]测定2014年博斯腾湖流域不同水体的氢氧同位素值,并与前人各期数据进行时空上的对比。[结果]湖水δ~(18)O均值为-0.36‰,δD为-15.98‰,存在δD=2.99δ~(18)O-14.91的数量关系;河水δ~(18)O均值为-9.23‰,δD为-61.81‰,其关系:δD=6.10δ~(18)O-5.43;地下水δ~(18)O均值为-8.11‰,δD为-57.01‰,其关系:δD=4.61δ~(18)O-19.68。经与Craig(1961)全球大气降水线(GMWL)及根据全球降水同位素观测网GNIP数据与乌鲁木齐大气降水线方程(LMWL)对比,地下水、湖水与河水氢氧同位素组成均大致落在当地大气降水线和全球大气降水线附近,显示受降水补给为主。与2001、2008、2011年数据对比显示,各年间各水体(地下水、地表水)氢氧同位素数据存在一定差异,该差异或由各期采样点空间分布不同引起。[结论]研究结果为博斯腾湖流域的可持续发展提供了理论依据。 相似文献
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《浙江农林大学学报》2015,(3)
稳定同位素技术是进一步揭示生态系统碳/水交换对环境条件变化响应的重要手段。学者将此技术用于农田生态系统的较多,关于对森林生态系统的研究几乎没有。利用大气水汽稳定同位素观测系统和常规气象观测系统对浙江省天目山常绿落叶阔叶混交林生态系统进行观测。以2013年8月1日到2013年10月1日观测的数据为依据,对天目山森林生态系统大气水汽稳定同位素组成(δv)的影响因素及其相互关系进行了研究。结果显示:在森林生态系统中,大气降水、环境温度、土壤5 cm温度与大气水汽稳定同位素组成的相关性显著(P0.05)。土壤5 cm湿度、环境湿度、平均风速、净辐射与大气水汽稳定同位素组成的相关性不显著。和农田生态系统相比,森林生态系统中对大气水汽稳定同位素组成产生影响的环境因素有一定差别。 相似文献
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[目的]探明五大连池自然保护区浅层地下水化学和氢氧稳定同位素特征。[方法]在五大连池自然保护区内代表性区域进行了露头泉和井水的采样,并对水中常规离子及D和~(18)O进行分析。[结果]该地区浅层地下水为HCO_3-Na·Ca和HCO_3-Na型的低矿化度水,以大气降水补给为主。其氢氧稳定同位素数值基本落在在降水线上,且呈现东北低西南高的分布趋势。地下水中δD和δ~(18)O值的分布与当地地质构造关系密切,同一断裂带上采样点的δD和δ~(18)O值极其相似,其值由低到高可分为尾山-龙门山线、格拉球山-药泉山线、老黑山-莫拉布山线和火烧山-药泉山线。[结论]该研究可为研究地下水的补给来源和补给范围奠定基础。 相似文献
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介绍了稳定同位素的一些关键术语和相关标准,探讨了研究植物水分关系中 C、H、O三种稳定同位素的确定及其同位素效应,同时主要从植物水分来源、水分利用效率、根系吸收水分最活跃区域、植物群落内不同物种水资源利用差异等几个方面阐述了稳定同位素先进技术的应用进展,最后指出稳定同位素技术在植物水分关系研究中存在的问题。旨在此文能起到抛砖引玉的作用,以此推动稳定同位素技术在我国植物水分利用研究甚至整个生态学领域研究中的可持续发展。 相似文献
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从湿地氮循环的主要研究对象和基本研究方法出发,讨论了同位素方法在氮循环研究中的应用,总结了氮同位素用于研究湿地系统的生物地球化学过程以及各形态氮的迁移转化等方面的应用实例,并对湿地氮循环同位素及其相关技术方法的发展趋向进行了展望,最后归纳提出了氮同位素在我国湿地生态系统氮循环研究中的不足及未来的发展方向。 相似文献
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《（《农业科学与技术》）编辑部》2014,(3)
介绍了稳定同位素的一些关键术语和相关标准,探讨了研究植物水分关系中C、H、O三种稳定同位素的确定及其同位素效应,同时主要从植物水分来源、水分利用效率、根系吸收水分最活跃区域、植物群落内不同物种水资源利用差异等几个方面阐述了稳定同位素先进技术的应用进展,最后指出稳定同位素技术在植物水分关系研究中存在的问题。旨在此文能起到抛砖引玉的作用,以此推动稳定同位素技术在我国植物水分利用研究甚至整个生态学领域研究中的可持续发展。 相似文献
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植物吸收和利用水分的模式决定了生态系统对环境水分的响应,示踪不同条件下植物水分来源,可以为植物水分利用策略研究提供科学依据。在土壤-植被-大气连续体系统水分传输研究中,传统方法越来越不能满足学者对水分传输机理的了解,而稳定氢氧同位素示踪技术因其高灵敏度和示踪性等特点已成为研究水分运动机制的重要手段。国内外相关学者已从多时间尺度、不同层次方向来研究,但对不同区域植物水分来源的定量区分、不同植物的水分利用策略及叶片水同位素分馏机制尚未达成共识。在简述氢氧同位素示踪原理的基础上,系统阐述了定量区分植物水分来源的方法,讨论了不同生境、不同季节、不同生长期、降雨前后的植物水分利用策略和植物叶片水同位素动力分馏过程及其影响因素,旨在为区域生态用水研究提供新的研究手段和理论依据。 相似文献
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通过分析西藏南部羊卓雍错湖水表面及垂直剖面氢氧同位素的空间变化以及氢氧稳定同位素的关系,讨论
了羊卓雍错湖水蒸发过程中稳定同位素的空间分布特征以及湖水的内循环过程.根据取得的587个水样的同位素
分析结果,发现羊卓雍错湖水中稳定同位素存在有规律的空间变化,虽然变化的幅度不大,但反应了湖水的内循环
过程.羊卓雍错湖水中的δ18O 及过量氘表现出一致的空间变化,有河流注入的周边区域δ18O 低,而中部偏东侧湖
水中的δ18O 最高而过量氘最低.这种空间差异表明湖水在循环过程中存在从河流入湖口到湖泊中部的缓慢流动,
并最终完全在湖中心蒸发掉.湖水西北部的同位素较低值与来自冰川融水的卡鲁雄曲河水的注入有关,而西南部
的低值表明普莫雍错的湖水流入了羊卓雍错.湖水垂直剖面δ18O 的变化很小,接近仪器测量精度,说明湖水的垂
直混合较充分. 相似文献
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稳定性同位素探针技术在土壤功能微生物原位鉴定的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
新近发展起来的稳定性同位素探针技术(SIP)与分子生物学方法结合,能够定向发掘复杂环境中参与特定生态过程的微生物资源,是土壤功能微生物原位鉴定的有效手段,具有广阔的应用前景.其原理是环境样品中的功能微生物代谢同化同位素标记的底物,通过对其生物标志物(即DNA、RNA、PLFA等)进行提取、分离、鉴定和比对分析,以此获取介导土壤物质转化和循环过程的功能微生物的直接信息.本文在分别介绍SIP技术在土壤功能微生物原位鉴定过程中的各种前处理方法、生物标志物选择及后续鉴定方法的基础上,综述了SIP技术在研究驱动土壤有机污染物生物降解、碳氮循环等过程的功能微生物原位鉴定的应用进展,展望了SIP技术在土壤微生物基因组学方面的应用前景. 相似文献
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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
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通过对2011年4月至2012年12月期间重庆市芙蓉洞外大气降水氢氧稳定同位素、降水量、温度和洞穴滴水、池水中δD,δ18 O的连续监测,分析了芙蓉洞地区降水中δD,δ18 O的变化特征及其与ENSO事件和季风指数的关系.当地大气降水线方程的截距和斜率均大于全球大气降水线,大气降水中δD和δ18 O值与大气温度成负相关关系,δ18 O与温度的相关系数为r=-0.693(n=20);与降水量的相关系数为r=-0.121(n=20);过量氘(d)也体现出夏季低冬季高的特点.不同季节的水汽源地差异是导致该地区大气降水中δD和δ18 O值出现季节差异的主要原因.芙蓉洞所在的中国南方季风区大气降水中氢氧稳定同位素组成与ENSO有密切联系.当厄尔尼诺发生时,西太平洋副热带高压势力强盛,西北太平洋季风指数高,导致中国南方地区大气降水中氢氧稳定同位素值偏重;拉尼娜发生时,东南信风强,印度洋季风指数高,降水稳定同位素偏轻. 相似文献
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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