不同组织碳、氮元素含量和同位素分馏特征研究—以抚仙湖草鱼、鱇浪白鱼为例

结合抚仙湖浮游植物、水生植物等样品,对野生植食性草鱼(Ctenopharyngodon idellus)31个组织和野生肉食性鱇浪白鱼(Anabarilius grahami)17个组织样品碳、氮元素含量和稳定同位素比值(δ13C、δ15N)进行了对比分析.结果显示,鱼类不同组织的碳稳定同位素分馏效应显著,草鱼不同组织...     

原油对比中硫同位素比值的有用性

<正> 稳定同位素比值(即~(13)C/~(12)C,~(34)S/~(32)S,~(15)N/~(14)N)的天然变化,在测定特殊化学过程的产状中已成为重要的工具。例如,本实验室所进行的研究表明,在追索环境中化石燃料燃烧所产生的硫的命运方面,硫同位素比值的变化是有用的指示剂。同样,碳的稳定同位素比值已被用来评价从生物化学循环和地球化学循环输入的不同来源的碳的重要性。 碳,硫和氮稳定同位素比值在鉴定石油特性方面的应用已有证明。在地球化学的许多领域中,从地球化学勘探到油苗鉴定,原油及其来源的鉴定都具有重     

湖泊沉积多指标记录的长寿湖近60年来营养化过程

长寿湖位于重庆市长寿区境内,是重庆市最大的湖泊旅游风景区和淡水鱼养殖基地之一。近年来,其营养化日趋严重。本文通过对有机质碳、氮含量、碳氮比值、有机质碳同位素等有机质指标的分析,结合~(137)Cs放射性核素定年,探讨了长寿湖近60年来有机质转化及营养演化过程。结果表明:长寿湖有机质主要来源于水生植物藻类,受陆源影响较小;湖泊环境演化分为两个截然不同的阶段:1980年以前,有机质碳、氮含量较低,C/N比值较小,有机质碳同位素值较大,暗示湖泊营养环境为贫营养化。1980年以后,有机质碳、氮含量较高,C/N比值较大,有机质碳同位素值偏负,说明湖泊已经处于营养化阶段,人为活动的增强及养殖业的发展是导致湖泊生产力增大的主要因素。长寿湖沉积物多指标忠实记录了湖泊环境的演化过程。     

微藻无机氮利用过程中的稳定氮同位素分馏

选用两种δ15N差异显著的铵态氮和硝态氮,分别设置不同浓度的铵态氮和硝态氮来处理莱茵衣藻和蛋白核小球藻,通过分析微藻的稳定氮同位素组成变化,来研究微藻利用不同浓度、不同形态无机氮过程中的稳定氮同位素分馏特征。结果显示,在未添加无机氮的条件下,微藻利用有机氮时,生长缓慢,稳定氮同位素基本上不存在分馏;在添加低浓度无机氮(≤20 mmol/L)时,微藻的生长和稳定氮同位素分馏都随着无机氮浓度的增加而增加;而添加高浓度无机氮(20 mmol/L)时,微藻的生长趋于稳定,铵态氮条件下的微藻稳定氮同位素分馏继续加大,而硝态氮条件下的微藻稳定氮同位素分馏反而减小,可能与此时微藻硝酸还原酶的活力减小有关。     

大气N_2O的稳定氮同位素质量平衡探讨

地表释放源释放的N2 O均比对流层大气N2 O贫15N ,对流层N2 O的氮同位素质量由平流层回流的富15N的N2 O来平衡 ,若全球N2 O源汇质量估算结果是平衡的 ,则地表释放源对对流层N2 O的氮同位素质量的贡献量应与平流层回流的贡献量相等。本文根据全球N2 O释放源最近的年释放量估算值 ,在考虑土壤N2 O生成过程中的氮同位素分馏效应后 ,推论出全球N2 O释放源最近的年释放量估算值能使对流层大气N2 O稳定氮同位素质量接近于平衡。     

N_2O的氮、氧稳定同位素真空制样系统探讨

氮、氧稳定同位素指标在N2 O源汇识别、全球源汇质量估算中具有独特的定量作用。本文主要讨论N2 O的氮、氧稳定同位素真空制样系统的基本原理、总体设计和技术难点 ,为建立N2 O氮、氧稳定同位素真空制样系统提供理论基础。     

机动车尾气碳质气溶胶排放因子及其稳定碳同位素特征

机动车尾气是大气碳质气溶胶的重要人为来源,其排放因子与稳定碳同位素组成是重要的基础数据.选取多辆不同类型在用机动车,进行多种工况、冷/热条件下启动的台架试验,收集各测试阶段尾气分析其碳质组分含量与稳定碳同位素比值,并探讨其影响因素.结果表明,总碳排放因子大小为：重型柴油车>轻型柴油车>轻型汽油车,轻型天然气车虽然在低速与中速阶段排放因子极低,但高速行驶阶段可达到重型柴油车的排放水平.各型车冷启动的排放因子均高于热启动,NEDC工况的排放因子整体低于WLTC工况,应与其测试车速有关.汽油车和天然气车各测试阶段排放有机碳(OC)均远高于元素碳(EC),柴油车OC与EC排放因子相近,各类车辆OC/EC都随测试车速的提高而上升.稳定碳同位素EC重于OC,同位素比值大小关系均呈现：汽油车<天然气车<轻型柴油车<重型柴油车,现有源解析的稳定碳同位素源谱较难反映汽油车与天然气车特征.在排放治理与源解析工作中,应注意替代燃料的使用与机动车老化过程所造成的排放因子与同位素特征值的变化影响.     

海洋生物样品中的氮同位素分析

本文简要地介绍了海洋生物样品中的氮同位素分析技术。采用富集15N(丰度分别为10.13％和10.17％)的Na15NO3和15NH4Cl投放入试验池中进行15N稳定同位素示踪,按不同食物级收集的试样(扁藻、丰年虫、长毛对虾和棱鲻)由凯氏消化法测定全氮,采用重量比为100:1 0:1的K2SO4、CuSO4·5H2O和Se的混合物为加速剂。在与质谱计相联的高真空气化装置上将铵转变成氮气,进行同位素分析。平行试验表明,同位素分析数据具有良好的重现性,未加标记的参照样(蓝圆鲹)中15N丰度与国际公认的自然物质标准值完全吻合。     

15N和18O在桂林岩溶水氮污染源示踪中的应用

为确定桂林东区岩溶含水层氮污染特征及其迁移转化过程,选择桂林东区地下水与地表水共27个采样点,分别在雨季和旱季进行取样分析.结果显示:桂林东区地下水NO3--N污染较严重,是最主要的无机氮形态.雨季地下水采样点的NO3--N平均浓度为12.5mg/L,超过了世界卫生组织的地下水饮用标准界限(10mg/L);旱季地下水采样点的NO3--N平均含量为8.8mg/L,虽有明显的降低,但也濒临超标.而少数地表水采样点由于受到直接排污影响,NH4+和NO2-浓度较高,其余离子浓度均较低.该区地下水中硝酸盐的δ15N值范围在5‰~25‰,δ18O值范围在5‰~10‰,表明该区地下水硝酸盐来源为家畜粪便和生活污水,也可能有土壤有机氮和化肥的混合,并发生微生物的硝化作用产生同位素分馏.其中一部分采样点NO3-的N、O同位素比值在1.3~2.1的变化范围内,而另有一部分采样点NO3-的N、O同位素比值不在这个范围之内,表明该区地下水中反硝化作用并不明显,存在空间差异性.     

维管束植物桂花树叶片对大气氮沉降的吸收研究

本文通过测定维管束植物桂花树叶片的氮含量和氮同位素组成,分析其对大气氮沉降的截留吸收机制。为期一年(2009.03～2010.03)的监测数据显示,桂花树叶片氮含量为1.33%～3.09%,平均值为2.18%;叶片δ15 N为+0.54‰～+3.78‰,均值为+2.29‰。桂花树叶片N%、δ15 N的季节性变化趋势,总体呈现春、冬高,夏、秋低的规律,这与已有的贵阳市雨水监测数据一致。对比不同树冠厚度的叶片样品,发现叶片N%随树冠厚度增加而降低,顶部叶片N%表现为最高(2.39±0.4%),说明桂花树的树冠层对大气氮沉降有明显的截留吸收作用。桂花树顶部叶片δ15 N最偏负,而上覆树冠层最厚的下方叶片的δ15 N最偏正,反映了树冠层在吸收大气氮沉降过程中存在选择性吸收,引起同位素分馏,即树冠层越厚,穿冠水δ15 N越偏正,且分馏程度与树冠厚度成正比,导致下方叶片δ15 N最高。     

塔北、塔中天然气中CO_2的碳同位素组成及成因探讨

CO2 是塔北、塔中天然气中常见的非烃组分。各油气区内的天然气中CO2 的δ13C值尽管有差别 ,但其表征的成因意义基本一致。塔中天然气中的CO2 可能存在两种来源 ,一种来源于烃源岩岩石和矿物及胶结物分解 ;第二种来自二叠纪火山活动过程中的脱气。轮台凸起构造单元上油气藏 (除雅克拉外 )中CO2来自库车坳陷T -J陆相烃源岩中有机质转化。东河塘天然气中CO2 来自寒武 -奥陶海相碳酸盐岩岩石分解及泥岩中碳酸盐矿物分解     

天然气中N_2来源及其地球化学特征分析

天然气中N2的来源很多，其地球化学特征也不相同：①大气源N2：N2／Ar≤84，且δ15NN2≈0‰（ATM）；②地壳越深部和上地幔来源的原生N2∶δ15NN2≈-2‰～＋1‰．且伴生Ar的40Ar／36Ar＞2000和He的3He／4He＞10－6；③微生物反硝化作用生成的N2∶δ15NN2＜－10‰和地下水中NO3-及NO2-浓度异常高；④未成熟沉积有机质经微生物氨化作用形成的N2∶δ15NN2＜－10‰，伴生CK4的δ13C＜－55‰（PDB）；⑤成熟（包括高成熟）沉积有机质经热氨化作用形成的N2∶δ15NN2值≈-10‰～－1‰，且伴生CH4的δ13C≈－55‰～－30‰；⑥过成熟沉积有机质裂解产生的N2∶δ15NN2≈＋5‰～＋20‰；⑦沉积岩中无机及在高温变质作用下释放出的N2∶δ15NN2≈＋1‰～＋3．5‰，N2／Ar》84。     

关于对流层大气N2O氮、氧稳定同位素负荷平衡的初步探讨

对流层大气Ｎ２Ｏ的氮、氧稳定同位素负荷由地表和海洋释放的富轻同位素的Ｎ２Ｏ与平流层回流的富重同位素的Ｎ２Ｏ来平衡,但Ｋｉｍ和Ｃｒａｉｇ的计算方案无法使之平衡＾〔１〕。笔者根据全球Ｎ２Ｏ释放源最近的年释放量估算值,对Ｋｉｍ和Ｃｒａｉｇ＾〔１〕的计算方案进行了初步改进,在考虑土壤Ｎ２Ｏ生成过程中氮、氧稳定同位素的分馏效应和氧同位素的纬度变化效应后,推论出全球Ｎ２Ｏ释放源最近的年释放量估算值能使对流层大     

黄土高原延河流域不同植被类型下土壤生态化学计量学特征

植被类型对黄土高原土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究森林、森林草原、草原植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识黄土高原植被恢复对土壤质量的改良、完善生态化学计量学理论和准确评价植被恢复的生态环境效益具有重要的现实意义。延河流域是黄河的一级支流,自然环境脆弱,植被破坏和土壤侵蚀严重,因此,论文选取延河流域为研究对象,分析不同植被类型对土壤碳、氮、磷养分和生态化学计量学特征的影响。结果表明：3种植被带下,表层土壤有机碳、全氮含量显著高于下层土壤,森林带>森林草原带>草原带;森林草原带、草原带下土壤全磷含量在两层土壤中差异不显著,森林植被对土壤碳、氮、磷具有显著的累积作用,对于提高土壤碳、氮、磷含量具有重要的意义。土壤C∶N在3种植被带下较为稳定,土壤有机碳与全氮存在极显著的正相关关系（P<0.01）;土壤C∶P、N∶P受植被类型的影响较大,森林带显著高于森林草原带和草原带,土壤C∶P、N∶P和C∶N之间存在极显著的正相关关系（P<0.01）。总体来说,植被恢复对土壤质量的改善作用明显,森林植被对该区土壤碳、氮、磷等养分含量的累积作用较好,森林植被具有较大的N∶P,其植被生长主要受P含量的限制;草原植被与森林草原植被N∶P比较低,其植被生长主要受N含量的限制。     

草原土壤的碳氮分布与CO2排放通量的相关性分析

利用静态暗箱法,对内蒙古锡林河流域的贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、克氏针茅(Stipa krylovii)等草原群落样地的CO₂排放通量进行了测定;同时采集各样地的不同层次土壤混合样,分析其中有机碳和全氮的含量,探讨其与CO₂排放的相关性.结果发现:不同样地群落的CO₂排放与其土壤中不同层次的有机碳和全氮含量呈高度正相关,相关系数(R)均0.8以上,说明在环境因子相对稳定的情况下,土壤有机碳和全氮含量直接或间接地决定生态系统CO₂排放通量的变化.另外,土壤不同层次的有机碳和全氮含量随深度增加递减,其中70%以上集中在0～30cm土层中,说明它们主要是来自地表有机质的分解;在0～100cm的土层中,土壤有机碳和全氮的总含量从贝加尔针茅草原、大针茅草原、羊草草原和克氏针茅草原依次减少,表明降水量、蒸发量和干燥度是影响土壤有机碳、全氮分布的重要因子.     

陕北黄土高原土壤性质及其生态化学计量的纬度变化特征

为了研究不同纬度下土壤的生态化学计量特征,为黄土高原退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据,通过采集黄土高原陕北地区不同纬度下5 个典型植被区的34 个典型土样,测定并分析土壤养分及生态化学计量指标随纬度和植被的变化特征。结果表明,从南到北土壤碱性逐渐增强;土壤容重逐渐增大;土壤速效钾、硝态氮、铵态氮等速效养分逐渐降低,纬度变异性较大;土壤速效磷纬度变异性小。土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷表现出一致的变化规律,随着纬度的增加逐渐降低,变异性较大,表层土壤大于下层土壤。土壤速效养分也表现出表层土壤大于下层土壤,而土壤容重及土壤pH值表现出下层土壤大于表层土壤。0~5 cm土层土壤的碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)、氮磷比(N:P)分别为8.79~22.00、9.91~35.92、1.06~3.25,5~20 cm土层土壤的分别为8.02~21.03、7.36~24.01、0.82~2.22。土壤的C:N受气候变化影响较小,在黄土高原陕北地区随纬度的升高无明显的变化;而土壤C:P、N:P变异性较大,随着纬度的升高显著下降。随着植被的恢复土壤碳氮磷等养分逐渐累积,森林植被明显高于荒漠植被及沙区植被。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关,C:N 与N:P 存在极显著的正相关,与C:P 存在显著的负相关,C:P 与N:P 存在极显著的正相关。黄土高原土壤C:N较为稳定,不随纬度变化;随着植被的恢复,相对于高纬度地区,低纬度地区更容易缺磷;高纬度地区的植被更容易受到N含量的限制,因此对于该区域应该更加注重N肥的施用。     

黄土丘陵区退耕时间序列梯度上草本植被群落与土壤C、N、P、K化学计量学特征

研究草本植被群落生态化学计量学特征、营养元素分配及其变化规律对阐明草本植被群落对环境变化的响应和适应性具有重要意义.本文以延河流域8个不同退耕年限的草本植被群落叶片、根系及土壤为对象,分别对其C、N、P、K化学计量学特征进行了研究.结果表明,黄土丘陵区草本植被群落叶片C、N、P、K含量平均值分别为444.21、22.34、1.49、14.66mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为21.86、424.72、39.82、20.27;根系C、N、P、K含量平均值分别为285.16、5.79、0.27、6.07 mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为60.56、1 019.33、46.55、21.36;土壤C、N、P、K含量平均值分别为2.28、0.18、0.28、4.33 mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为16.43、8.40、0.54、0.66.在退耕1~35年间,草本植被群落叶片C含量上升,N含量先上升后下降,磷含量整体下降,K含量先下降后上升;叶片C/N、C/P、C/K、N/P总体呈上升趋势.根系C、N、P、K含量及其特征的变化规律与叶片不尽相同.随着退耕年限的增加,土壤C、N含量上升,P含量呈反正弦函数状变化,K含量呈抛物线状变化,C/N下降,C/P、C/K、N/P均上升.在退耕时间序列梯度上,C、P、K在叶片和根系中含量的比值存在不同程度的下降趋势,C、N、P在叶片和土壤中含量的比值下降,C、N在根系和土壤中含量的比值下降.植物营养元素的限制状况及分配规律均与退耕恢复时间响应关系及程度均存在差异.     

塔里木河流域生态安全问题分析

对新疆塔里木河流域1978年以来不同阶段出现的生态安全问题进行了深入分析,从水资源、植被和土地盐渍化、荒漠化等方面详细阐述了该区的生态安全状况,并提出今后该流域生态安全应关注的重点和研究的方向。