圆柏属常绿木本植物δ~(13)C值的季节变化与抗冷冻性的关系

以祁连圆柏Sabina przewalskii和圆柏Sabina chinensis为材料,研究了圆柏属植物的抗冷冻性与针叶δ13C值季节变化的关系。结果表明,两种圆柏属植物的δ13C值均随温度的降低而减小并在整个冬季维持较低水平。表明圆柏属植物为了抵抗低温的伤害,加强了自身能量物质的消耗,即呼吸作用增强,导致植物体内的δ值偏向更负。在整个测定期中,祁连圆柏的δ13C值都显著高于圆柏的δ13C值,表明在低温胁迫过程中,圆柏为适应低温、提高其抗冷冻能力所消耗自身能量物质的量远高于祁连圆柏。这与祁连圆柏具有较强的抗冷冻适应性策略一致。此外,两种圆柏属植物碳同位素组成与月均温度表现出极显著的线性相关性,并且与脯氨酸(Pro)质量分数、针叶相对含水量(RWC)也都表现出极显著的线性相关性。因此,碳同位素组成可以作为鉴定圆柏属植物抗冷冻性的又一重要指标。     

青藏高原东部高寒草甸植物δ13C年间变化及其环境分析

植物有机体稳定碳同位素组成受植物生长期间气候环境因子的影响,包含了大量的环境信息。要真正理解植物体同位素组成所包含的环境信息首先要研究植物体同位素组成与环境之间的关系。文章通过分析2002年和2003年青藏高原东部青海省门源县境内隶属于19科41属51种植物叶片的δ13C值,研究高寒草甸植物稳定碳同位素组成的年间变化及其与环境因子的关系,分析影响δ13C值变化的关键因子。结果表明,所测植物的δ13C值分布在一个很小的范围-29.2‰～-24.9‰之间,平均值为-26.9‰,说明所测植物的光合作用均通过C3途径实现,这可能与该研究区较低温度有关。研究发现一年生植物δ13C值明显低于多年生植物,而且一年生和多年生植物δ13C值之间的差异在2002年(t=-3.031,P<0.01)和2003年(t=-3.567,P<0.001)均能达到显著性水平,表明多年生植物水分利用效率显著高于一年生植物,能更好的适应该地区寒冷干燥的低温环境。两年间植物δ13C值有明显不同,2003年显著低于2002年(t=6.786,P<0.001)。通过分析两年间环境因子的变化认为植物叶片δ13C值的年间变化主要是由于降水的变化引起的,随降雨量的增加而降低。不同植物种δ13C值年间变化差别很大,反应了植物对环境变化的不同响应。在植被恢复中应选用植物δ13C值随环境变化存在较大差异的物种,因为此类物种能够采取不同的对策适应该地区环境的变化。     

西北地区油松叶片稳定碳同位素特征与生理指标的关系

以分布于中国西北境内的甘肃、宁夏及内蒙古等地区10个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然种群为研究对象,通过测定油松叶片的稳定碳同位素组成(δ13C)、有机渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱、甘露醇)含量、灰分含量、含水量和碳氮含量等生理指标,分析不同自然种群油松叶片δ13C特征及其与生理指标之间的关系.结果显示:油松叶片δ13C值的变化范围在-28.68‰～-25.02‰,平均值为-26.82‰,随着降水量增加,δ13C表现出偏负的趋势;油松叶片δ13C值与可溶性糖和灰分含量呈显著正相关关系(P0.01),与叶片含水量、甘露醇和全氮含量呈显著负相关关系(P0.01),与脯氨酸、甜菜碱和全碳含量相关性不显著.上述结果表明,叶片δ13C值可以同时反映生长环境和植物体本身水分的亏缺程度,植物水分利用效率的提高和各种渗透调节物质在植物体内的积累不是协同变化的,并且灰分含量可以作为δ13C值的替代指标.     

大连刺参氨基酸碳稳定同位素组成特征的分析

本研究应用气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)对大连不同养殖区刺参氨基酸的碳稳定同位素组成进行分析,同时分析其食物来源的碳稳定同位素组成特征,探究刺参氨基酸稳定同位素组成差异形成的原因,并探讨以此作为刺参产地溯源的可行性.结果显示,刺参氨基酸δ~(13)C平均值为-19.35‰,其中李官、獐子岛较低分别为-25.26‰、-25.41‰,谢屯、大长山较高分别为-8.90‰、-12.59‰,且各地刺参δ~(13)C值差异显著;刺参食源氨基酸δ~(13)C平均值为-20.93‰,其中李官、獐子岛较低分别为-26.19‰、-24.25‰,谢屯、大长山较高分别为-11.58‰、-16.31‰,各地差异显著.发现刺参与其食源氨基酸碳稳定同位素组成有一定相关性,其中必需氨基酸相关性系数为0.97,非必需氨基酸为0.77.各地食源氨基酸δ~(13)C值的差异为各地刺参氨基酸碳稳定同位素组成的差异性提供依据,且发现以非必需氨基酸δ~(13)C值作为指标时对各地刺参区分效果更好.相关结论能为氨基酸的稳定同位素分析技术应用于鉴别刺参来源的真实性提供理论依据.     

青海省云杉属(Picea)和圆柏属(Sabina)乔木含碳率分析

云杉属(Picea)和圆柏属(Sabina)乔木是青海省分布最广、蓄积量最大的乔木,弄清这2个属内各乔木树种含碳率的变化及其影响因素,对于青海省碳储量评估具有至关重要作用。考虑最小样本需求、样本的区域代表性和工作量等方面的因素,在青海省乔木林中云杉属和圆柏属乔木分布区内选取天然起源的云杉属乔木(包括:青海云杉Picea crassifolia、川西云杉P.likiangensis var.rubescens和紫果云杉P.purpurea)29棵和圆柏属乔木30棵(包括:祁连圆柏Sabina przewalskii和大果圆柏S.tibetica)作为青海省云杉属和圆柏属含碳率分析样本,采用干烧法对其树干、树皮、枝条、死枝、叶和根的含碳率进行测定。结果显示:(1)青海省云杉属和圆柏属5个乔木树种全株的含碳率在0.454 5(紫果云杉)至0.465 0(祁连圆柏)之间,其中云杉属的平均含碳率为0.460 6,圆柏属的为0.466 1,云杉属的含碳率显著低于圆柏属。(2)青海省云杉属和圆柏属5个乔木树种各器官含碳率在0.443 4(祁连圆柏的枝条)至0.496 4(大果圆柏的叶)之间;总体上叶的含碳率高于其它器官;同一树种不同器官以及不同树种同一器官的含碳率之间均存在差异,但是变化较小(变异系数均在4%以内)。(3)树种含碳率是树种本身属性(内因)和环境因素(外因)共同作用的结果,在不同的生长环境下,同一树种的含碳率可能有较大差异;而生长在近似环境中的不同树种其含碳率可能很接近。由于含碳率的变化会对碳储量评估产生显著影响,因此区域碳储量的准确评估需要以该区域优势树种含碳率的精确测定为基础。     

毛白杨杂种无性系稳定碳同位素值的特征及其水分利用效率

2008年在北京林业大学对9个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系苗木生长不同时期的叶片、小枝、根的碳同位素δ~(13)C和瞬时水分利用效率WUEi的差异进行研究,分析不同无性系间δ~(13)C与瞬时水分利用效率WUEi的相互关系,目的在于探求δ~(13)C在筛选高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值.结果表明:不同生长时期叶片δ~(13)C值表现为7月<8月<10月<9月,小枝δ~(13)C值表现为8月<9月<10月,叶片δ~(13)C值、小枝δ~(13)C值在不同时期和不同无性系间的差异均达显著水平,无性系间的差异是引起δ~(13)C值变化的主要因素.不同部位碳同位素比值表现为叶片<小枝<根,毛白杨杂种无性系δ~(13)C值在不同部位和无性系间差异均达显著水平,部位间的差异是引起δ~(13)C值变化的主要因素.δ~(13)C值较高的无性系30、83、BL5的WUEi也较高,δ~(13)C值较低的无性系42、26、BT17的WUEi也较低,且不同时期δ~(13)C和WUEi呈较强的正相关,相关系数分别为0.766、0.872、0.675,高δ~(13)C可以作为筛选高WUEi毛白杨的有效指标,且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果.     

短花针茅(Stipa breviflora)叶片δ~(13)C对载畜率的响应

叶片δ~(13)C值、养分含量等特征体现了植物为获取最大碳收获所采取的生存适应策略,同时δ~(13)C值还可以指示植物的长期水分利用效率,了解荒漠草原短花针植物的水分及资源利用策略有助于人们掌握其生长机制,对分析短花针茅应对干扰的生态对策有重要意义。采用稳定性碳同位素技术,通过测定荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)叶片稳定性同位素值(δ~(13)C),结合植物叶片碳(C)、氮(N)、碳氮比(C/N)、水分含量(LWC)等生理指标,探讨不同载畜率下短花针茅叶片的适应机理。结果表明,短花针茅叶片δ~(13)C值随放牧强度的增大而显著减小(P=0.041),其中对照处理为-26.8‰,轻度放牧处理为-27.2‰,中度和重度放牧处理分别为-27.4‰和-27.5‰,表明随着放牧强度的增大,植物的水分利用效率降低。随着放牧强度的增大,短花针茅叶片N质量分数增大(P=0.003),从对照到重度放牧处理依次为2.1%、2.3%、2.5%和2.7%;C质量分数减小,但不显著(P=0.076),从对照到重度放牧处理依次为46.3%、46.1%、46.1%和45.3%;C/N显著降低(P=0.004),对照到重度放牧处理依次为26.1%、20.7%、19.6%、18.5%,表明随着放牧干扰的增强,植物积累有机物质及资源利用能力下降。相关分析发现短花针茅叶片δ~(13)C值与N质量分数呈显著负相关(r=-0.690,P0.05),与C质量分数、C/N呈显著正相关(r=0.565,r=0.668;P0.01);叶片δ~(13)C值可指示植物有机物质的积累和资源利用能力。     

广州市大气典型羰基化合物碳同位素组成初探

采用气相色谱/燃烧/同位素比值质谱(GC/C/IRMS)技术,通过2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化方法,初步测定了广州市城区交通主干线大气中甲醛、乙醛和丙酮的碳同位素组成.结果表明,甲醛的δ13C值变化范围为-42.06‰--33.52‰,乙醛的δ13C值变化范围为-35.84‰--32.20‰,丙酮的δ13C值变化范围为-30.85‰--29.50‰;而且,白天相对于夜晚而言,甲醛、乙醛和丙酮的最大碳同位素分馏分别为6.65‰,3.27‰和0.75‰,碳同位素分馏上的差异表明它们在环境大气中不同化学活性上的差异.     

土壤跳虫在碳循环中的作用——~(13)C示踪研究

土壤动物在土壤碳库中发挥着重要的作用,但长期以来受技术手段的限制,其作用过程及贡献程度仍不清楚。该研究通过室内微宇宙实验,利用稳定碳同位素标记凋落物和模式跳虫实验种(Folsomia Candida)探索了土壤动物在碳循环中的作用。试验设置了3个处理:对照土壤、土壤加标记凋落物、土壤加标记凋落物和跳虫,每处理设4个重复,分别在实验开始的第7、21、63天进行破坏性取样。研究结果发现,凋落物新碳可以很快进入土壤食物网。试验跳虫δ13C原始值为-9.91‰±0.08‰,经过7天的培养,跳虫体内的δ13C值达到522.70‰,表明跳虫能在短时间内高效同化来自凋落物的新碳;土壤微生物群落也显著地同化了凋落物新碳,添加凋落物后微生物PLFAsδ13C值极显著升高,这种效应在试验初期尤其显著;同时,研究发现在添加跳虫的处理中,微生物δ13C比无跳虫处理的极显著升高,反映跳虫的存在和活动对微生物有积极的能动作用,增加微生物对凋落物新碳的同化效率。虽然7 d后发现凋落物新碳明显进入了土壤,然而添加跳虫处理的土壤δ13C显著低于没有加跳虫的,说明跳虫的活动可能促使了更多新C释放出土壤,从而降低了土壤的δ13C值。不同处理之间累计呼吸量存在显著差异,有凋落物和跳虫存在的处理极显著高于对照处理,表明实验处理都显著地增加了系统CO2通量;通过对C来源的同位素解析,发现试验初期(21 d)有85%以上的C都来自凋落物新碳,表明初期凋落物新C大量释放;但随着凋落物分解的进行或跳虫活动的增强,土壤C的利用效率逐步增加,使得通量中土壤C的比例逐渐增加。本研究通过比较完善的控制实验明确证实,在土壤动物和微生物的作用下,凋落物新C可以很快进入碳循环,但新C也很容易通过呼吸作用释放回到大气,尤其在初期,绝大部分排放的CO2都源自新C。土壤跳虫在食物网中的作用明显,对土壤微生物具有显著的调控作用。     

植被恢复中坡地土壤颗粒有机碳分布特征和δ~(13)C值组成

以喀斯特地区植被恢复过程中典型坡地为研究对象,对坡地各个地形剖面土壤及土壤不同粒径组分中有机碳含量和有机质稳定碳同位素(δ13C值)组成进行了分析.结果显示:坡地土壤有机碳含量向下坡方向逐渐降低,上坡位两个剖面土壤砂粒(50～2000 um)中有机碳含量占50%以上,处于不稳定状态;易受到侵蚀作用破坏;而下坡位两个剖面中有机碳主要储存在粉粒(2～50um)和粘粒(<2um)土壤中,属于高度腐殖化的稳定有机碳.土壤有机质的δ13C值是评估SOC周转的一个良好指标,因粒径组成、剖面深度.植被和成土环境而不同.坡地各个土壤剖面中δ13C值的组成差异,较好地反映作物残体输入和土壤累积特征;输入土壤中的植物有机体由于分解程度不同而储存在不同粒径土壤中,因此各粒径中δ13C值对土层中有机质的储存和变化趋势具有较好的指示作用.     

东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

碳、氮同位素值对监测流域植被组成、环境变迁是一种非常有效的指标,为中短时间尺度环境变化研究提供了一条新的途径。以亚热带山区的东江流域为例,以流域内的植被、土壤及水体悬浮物为研究对象,应用其有机质同位素组成（δ13C、δ15N）,揭示流域植被的成分和环境变化的信息。研究发现：东江流域土壤碳同位素、C/N比值差值不大;植被的氮同位素差值明显,C/N比值差异较大。对东江流域悬浮物δ13C值近20年的监测表明：其值在早期逐年升高,近10年来转趋稳定并呈明显下降趋势,变化范围在-17.8‰～-26.1‰之间,反映了该流域植被破坏和恢复的过程以及土壤侵蚀状况的变化趋势。     

不同放牧强度上内蒙古短花针茅草原植物功能群水分和氮素利用效率相关分析

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置4个不同的放牧梯度:无牧区、轻度放牧、中度放牧、重度放牧,载畜率依次为0、0.91、1.82和2.71 sheep·hm~(-2)·0.5 a~(-1);根据生活型划分植物功能群(多年生杂类草,多年生禾草,一年生草本,小半灌木),利用稳定性碳同位素测定植物叶片的碳同位素值,结合植物叶片C/N,探讨放牧对植物功能群水分及氮素利用效率的影响,分析不同植物功能群面对干扰时的生理生态应对策略,为放牧条件下荒漠草原植物资源利用对策的选择提供参考。结果表明:(1)随着放牧强度的增大,一年生草本植物的水分利用效率增大(P=0.000 7),而多年生杂草和多年生禾草水分利用效率降低(P=0.000 9,P=0.000 02),小半灌木的水分利用效率没有显著差异(P0.05);(2)随放牧强度的增大,植物功能群的N素含量普遍增大,而C/N普遍降低,植物的资源利用效率降低;(3)在一年生草本植物中,δ~(13)C与C/N呈极显著负相关(r=-0.865,P0.01),而在多年生禾草、杂类草和半灌木中,二者呈显著正相关(r=0.699,r=0.593,r=0.642,P0.05);δ~(13)C与C/N之间的关系因植物体内N的分配而异,不同植物具有不同的资源利用策略。     

不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位的海拔梯度变化特点

以安徽省马鬃岭地区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林叶片为研究对象,测定不同海拔梯度下(750、850、1 000、1 150m)不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)杉木叶片碳氮同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)以及碳氮磷养分含量,探讨海拔和叶龄对杉木叶片碳氮稳定同位素、叶片碳氮磷元素含量及其计量比的影响机制,从而为不同海拔梯度下杉木人工林的科学经营提供依据。结果表明,海拔对杉木当年生叶片δ~(13)C含量影响显著(P0.05),海拔1150m当年生叶片δ~(13)C含量(-29.40‰)显著高于750m海拔叶片δ~(13)C含量(-30.49‰),且随着海拔增加当年生叶片δ~(13)C含量逐渐升高,温度可能是导致这种变化的主要原因,其他叶龄叶片对海拔的响应无显著差异(P0.05);不同叶龄的叶片δ~(13)C含量差异不显著(P=0.388)。海拔对杉木叶片δ~(15)N含量无显著影响(P=0.092),但总体变化趋势与C/P和N/P保持一致;而叶龄对叶片δ~(15)N含量影响显著(P0.05),同一海拔不同叶龄叶片之间δ~(15)N含量均随着叶龄的增加而降低,这可能是氮元素在不同叶龄叶片间的富集效应不同导致的;此外,温度降水和土壤氮磷可能是影响叶片δ~(15)N含量的重要因素。马鬃岭不同海拔梯度下杉木林氮和磷的限制性不尽相同,海拔750m处的林分呈磷限制(N/P16),在850m和1150m林分呈现氮磷共同限制(14N/P16),而在海拔1 000 m则呈现氮限制(N/P 14),氮同位素对林分的养分限制响应可能比碳同位素更明显。     

马占相思林冠层水分利用效率的气候调节

由于受直射光、散射光或受遮阴叶层分布以及一天中光、温和水汽压亏缺变化的剧烈影响,植物冠层的水分利用效率(WUE)较为复杂.通过测定叶片的碳同位素比率(δ13Cp),估测叶片新固定碳同位素的比率(δ13Cplant)和冠层水平的碳同位素甄别率(⊿canopy),计算华南地区鹤山丘陵地马占相思林冠层WUE.结果显示:从冬季至夏季,最高气温(Tamax)和水汽压亏缺(Dmax)明显增高;冬季早上和傍晚的δ13Cplant最高,春夏季傍晚有较低的δ13Cplant,秋季的δ13Cplant日变动较小,冬季冠层有较其他季节高的δ13Cplant和较低的⊿canopy.由春季至冬季,δ13Cplant趋向于增高,而⊿canopy则趋向于下降.夏季马占相思林冠层平均(±SD)WUE[(2.01±0.38)mmol mol-1]明显低于冬季和春季值[分别为(6.90±0.26)、(5.65±0.14)mmol mol-1],年均WUE为(4.36±2.32)mmol mol-1.环境变化引起叶片胞间和空气CO2浓度的变化,从而改变⊿canopy和δ13Cplant,造成不同季节冠层WUE的差别.冠层WUE与水汽压亏缺(D1,kPa)、气温(Ta,℃)和叶片水势(Ψ,MPa)成显著负相关.利用δ13Cplant计算的WUE与根据Wang和Leuning的Ball-Woodrow-Berry模式求算的WUE契合较好.结果表明,以新固定碳的稳定同位素比率方法是研究环境胁迫对冠层WUE限制的有效方法.     

凉水和宝天曼地区乔木叶片氮素再吸收过程中δ15N的变化

植物自然丰度的稳定性N同位素(δ15N)在植物N吸收和N转运过程中会发生变化,但植物叶片在凋落之前的N素的再吸收如何影响δ15N变化还不清楚.本研究以凉水地区的14个常见树种和宝天曼地区的16个常见树种为研究对象,测定各树种新鲜叶和凋落叶及其对应土壤中的C、N质量分数和δ15N值.结果表明,凉水树种新鲜叶N质量分数和δ15N值显著高于宝天曼树种,这与凉水土壤的N质量分数和δ15N值都高于宝天曼土壤相对应.此外,凉水树种叶片N吸收率(47%)与宝天曼树种(40%)无显著差异.宝天曼树种凋落叶中的δ15N显著高于新鲜叶中的δ15N值,即叶片N再吸收过程中存在N同位素的分馏效应,而凉水树种凋落叶与新鲜叶中的δ15N无显著性差异.本研究首次报道在植物叶片N再吸收过程中存在显著的同位素分馏效应,而且分馏效应的程度与N再吸收率显著负相关.此外,植物叶片N再吸收过程中是否存在同位素分馏效应可能取决于叶片的N再吸收率;乔木新鲜叶片N质量分数和δ15N值在地区间的差异可能取决于土壤N质量分数和δ15N值的地区差异;叶片N再吸收率可能与N在叶片中的存在形态有关,而与土壤N质量分数不相关.     

莱州湾-龙口湾表层沉积物有机质特征及来源分析

通过对莱州湾-龙口湾表层沉积物样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳与总氮的比值(C/N)、稳定碳氮同位素(δ13C、δ15N)生物地球化学指标的测定,分析了该区域沉积物中有机质的特征和来源.结果显示,莱州湾表层沉积物中TOC含量为0.47%±0.40%,龙口湾TOC含量为0.82%±0.37%,TN含量相差不大,因此龙口湾沉积物有机质相对含量高于莱州湾.港口的建设使龙口湾内水体流速减慢,加上龙口湾入海河流较少,使得龙口湾沉积物平均粒径(19.40μm)远低于莱州湾(43.89μm),比较容易吸附有机质.莱州湾沉积物中δ13C值为-24.96‰—21.46‰,平均值为-23.63‰;龙口湾表层沉积物中δ13C值为-23.02‰—22.39‰,平均值为-22.73‰.由此看来,莱州湾沉积物中有机质主要来源于陆生C3植物和藻类,而龙口湾有机质大部分来源于藻类,少数来自陆生C3植物.根据经典的二元模式计算,龙口湾陆源有机质的贡献比例范围为23.15%—33.67%,平均值为28.84%,莱州湾陆源贡献比例范围为7.65%—65.97%,平均值为43.75%.莱州湾沿岸有众多河流入海,尤其是含沙量最多的黄河,给湾内带来大量的陆上有机质,而龙口湾入海河流较少,沉积物中的陆上有机质较少.     

10种园林植物功能性状对大气污染的生理生态响应

为了解植物叶功能性状对大气污染的响应,以兰州市安宁区(轻度污染区)和西固区(重度污染区)10种常见的园林植物圆柏(Sabina chinensis L.)、紫叶李(Prunus cerasifera Rehd.)、木槿(Hibiscus syriacus L.)、国槐(Sophorajaponica L.)、大叶黄杨(Buxus megistophylla Levl.)、雪松(Cedrus deodara G.)、云杉(Picea asperata Mast.)、月季(Rosa chinensis Jacq.)、紫叶矮樱(Prunus×cisterna N.E.)、旱柳(Salix matsudana Koidz.)为研究对象,运用单因素方差分析、相关性分析和冗余分析方法,对园林植物叶功能性状以及与大气污染的关系进行分析,以期为兰州市空气质量监测提供科学依据。结果表明,(1)随着大气污染浓度的增加,10种绿化植物的比叶面积(SLA)、可溶性糖(SS)以及可溶性蛋白(SP)含量显著下降,表现为安宁区西固区;叶干物质含量(LDMC)、丙二醛(MDA)以及脯氨酸(Pro)含量显著增大,表现为西固区安宁区。(2)10种园林绿化植物的叶功能性状间存在相对一致的相关性,SLA与LDMC之间存在极显著负相关性(P0.01),与Pro、SS及SP含量之间存在极显著正相关性(P0.01);LDMC和MDA含量呈极显著正相关性(P0.01),与SP含量呈极显著负相关性(P0.01);MDA含量与SP含量呈极显著负相关性(P0.01);SS含量与SP含量之间呈极显著正相关性(P0.01)。(3)冗余分析结果表明,植物叶功能性状受大气污染的影响大小为:ProMDALDMCSLASSSP,表明随大气污染程度的增加,植物Pro含量受大气环境的影响最大。     

陡河水库鱼体汞的生物积累初探

为了解陡河燃煤电厂大气汞释放对毗邻的陡河水库水生生态系统中鱼体汞含量、生物积累和放大等的影响,本研究采集陡河水库野生鱼、虾和螺蛳,分别测定了鱼样等生物样品中的总汞和甲基汞,并对部分代表性样品测定稳定碳氮同位素比值。鱼汞分布特征和δ13C‰和δ15N‰同位素比值分布特征显示:鱼体(鲜样)中总汞和甲基汞平均含量分别为56.4±26.7和15.5±8.4 ng·g-1,总汞含量最高的是杂食性的白条鱼为133 ng·g-1。不同食性的鱼体δ13C和δ15N稳定同位素值变化范围分别为-28.1‰~-24.4‰和12.0‰~16.1‰,Log10[Hg]与δ15N的线性相关斜率值为负值。以上结果表明:陡河水库鱼体汞总体偏低,没有发现高生物积累和生物放大,其主要原因在于陡河水库水环境中汞含量较低,且陡河水库靠近市区,过度捕捞使可以捕获的鱼样种类和数量偏少,且鱼龄较低。     

三七主根稳定碳同位素组成与生态因子的关系

三七(Panax notoginseng)是中国传统名贵中药材,文山三七获国家地理标志保护。近年来,随着三七连作障碍的加重、道地产区租地成本增加和三七价格的上涨,三七种植区域已由云南文山道地产区向周边区域扩展,广西、广东、四川、贵州也有一定规模种植。因此,三七产地溯源和保护对三七产业的可持续发展十分必要。为探讨稳定碳同位素能否作为三七药材产地溯源的指标,基于44个不同产区3年生春三七主根样品、根际土壤样品、地理气候因子数据,采用稳定同位素质谱和等离子发射光谱质谱及常规土壤农化分析法,通过相关分析、逐步回归、通径分析和决策分析等的逐层剖析,研究了地理气候因子、土壤理化性质和肥力、主根内营养元素含量——共计49个生态指标与三七主根稳定碳同位素比率的数量关系。结果表明,7月平均温、1月最低温、纬度、经度、年均温、土壤速效锌含量、土壤全磷含量、土壤速效钾含量是影响三七主根稳定碳同位素比率的主要生态因子。这8个因子的综合影响,共同决定了三七主根稳定碳同位素比率变化的78.07%。对三七主根δ13C直接影响的顺序为:7月平均温1月最低温纬度经度年均温土壤速效锌含量土壤全磷含量土壤速效钾含量。1月最低温为三七主根δ13C的最主要限制因子,土壤全磷含量是三七主根δ13C最主要的决策因子,但1月最低温、7月平均温、年均温、经度的决策系数绝对值远高于其他因子,说明三七主根δ13C主要受产地温度状况和经度的影响,这4个因子地域性很强。所以,三七主根δ13C可以作为三七主根和相关产品产地溯源的重要指标之一。     

环境因素对干旱-半干旱区城市银杏叶片碳同位素组成的影响

影响植物碳同位素组成的环境因素较多,在环境参数越复杂的地区控制因素则越多。城市环境相对于自然环境来说,不仅气象因素对植物同位素组成有较大的影响,而且,城市环境中人为因素如大气污染物、城市建筑等均可以影响植物的碳同位素组成。根据对兰州市校园中银杏（Ginkgo biloba）各向叶片生长期（四月至十月）的碳同位素组成分析,了解影响叶片同位素组成的环境参数特征,通过CANOCO统计分析确定各参数之间的相关性。分析表明,城市中大气污染物质量浓度的变化对植物同位素组成的影响较大（两者的相关性为r=0.550）,降水、光照、温度等也是影响植物碳同位素组成的重要因素。由于受到各个环境因素的综合影响,除有效湿度（两者的相关性为r=0.761）外,其它各种因素与叶片碳同位素组成之间的相关性并不强。而环境参数对植物叶片碳同位素组成影响主要由叶片气孔的开闭进行。