植物生態(tài)學報 2010, 34 (2): 170–178 袁國富1* 張 娜1,2 孫曉敏1 溫學發(fā)1 張世春1,2 利用穩(wěn)定同位素技術和Keeling Plot方法可以有效分割地表蒸散量, 進而加深對陸地生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)的理解。該研究通過原位連續(xù)測定麥田的水汽同位素數(shù)據(jù), 評價Keeling Plot方法在分割地表蒸散中的應用, 并揭示華北冬小麥(Triticum aestivum)蒸騰在總蒸散中的比例。實驗于2008年3–5月在中國科學院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)站進行, 利用國際上先進的激光痕量氣體分析儀為基礎構建的大氣水汽18O/16O和D/H同位素比原位連續(xù)觀測系統(tǒng), 同時利用渦度相關技術、真空抽提技術、同位素質(zhì)譜儀技術, 獲取了必要的數(shù)據(jù)。研究分析了一天中不同時間段的連續(xù)的大氣水汽δ18O與水汽濃度倒數(shù)擬合Keeling Plot曲線的差異和可能的原因。結果顯示, 中午時段的擬合結果較好, 這也暗示中午時段蒸騰速率高時最可能滿足植物蒸騰的同位素穩(wěn)定態(tài)假設。進一步的分析發(fā)現(xiàn)植物蒸騰的同位素穩(wěn)定態(tài)并不總是成立, 尤其是水分脅迫下進入成熟期的小麥, 其蒸騰水汽同位素一般處于非穩(wěn)定態(tài)。利用同位素分割結果顯示, 生長盛期麥田94%–99%的蒸散來源于植物蒸騰。關鍵詞 通量分割, ...
發(fā)布時間:
2011
-
05
-
19
瀏覽次數(shù)：97
高精度N2O、CO、H2O氣體分析儀與CH4、CO2、H2O氣體分析儀的開發(fā)R. Provencal1 M. Gupta1 T. Owano1 A. Crotwell2 E. Dlugokencky2 P. Novelli2 B. Hall2 and D. Baer11 Los Gatos Research, California, USA 2 NOAA Earth System Research Laboratory, Boulder, Colorado, USALGR新型溫室氣體分析儀(GGA-24EP)可以連續(xù)測量并記錄CH4、CO2和H2O的氣體濃度，測量光譜采用了近紅外光譜。GGA-24EP集成了內(nèi)置Peltier冷卻器以穩(wěn)定儀器內(nèi)部溫度，從而使得該分析儀在進行高精度測量的同時，可保證大范圍的溫度變化環(huán)境下的最低漂移性能。LGR的新型N2O+CO分析儀(型號N2OCO-23d)采用了量子層疊激光器和中紅外，從而保證了N2O, CO和H2O的高精度測量。 l NOAA標氣測試(CO2: 300-500 ppm;...
發(fā)布時間:
2011
-
05
-
16
瀏覽次數(shù)：46
D. E. Pataki1 J. R. Ehleringer1 L. B. Flanagan2 D. Yakir3 D. R. Bowling1 C. J. Still4,51猶他大學生物系 2 Lethbridge大學生命科學系3 Weizmann研究所4加州大學Berkeley大氣中心 5加州大學地理系 GLOBAL BIOGEOCHEMICAL CYCLES, VOL. 17, NO. 1, 1022, doi:10.1029/2001GB001850, 2003 摘要：光合與呼吸作用對大氣產(chǎn)生的影響可以被用來研究全球碳匯/源的估計，以及用于區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)通量。因此Keeling plot的研究方法正越來越多地被用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸(d13CR)的碳同位素組成，以較好地理解生態(tài)系統(tǒng)的同位素鑒別。本文我們分析了來自北美和南美33個實驗地點的146個keeling曲線，以研究生態(tài)系統(tǒng)呼吸的格局(d13CR)。為了解析來自不同研究的結果，我們討論了Keeling曲線方法的假設條件，并推薦了可用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸的標準方法。方法包括用于解釋x變量誤差的回歸計算方法，以及夜晚期間生態(tài)系統(tǒng)呼吸的估計。我們統(tǒng)一計算了所有生境的生態(tài)系統(tǒng)呼吸。我們發(fā)現(xiàn)C3生態(tài)系統(tǒng)存在很大程度上的時空變化，具體的變化范圍從-19.0到...
發(fā)布時間:
2011
-
04
-
29
瀏覽次數(shù)：115
植物中氫和氧的主要來源是水，植物所能利用的水分主要來自降水、土壤水、徑流（包括融雪）和地下水。土壤水、徑流和地下水最初也全部來自降水, 但由于土壤水分輸入的季節(jié)變化、地表層的蒸發(fā)或土體水分和地下水之間的差異使得土壤水分產(chǎn)生同位素組成梯度。一般來說，植物根系吸收水分過程以及隨后的木質(zhì)部水分運輸過程均不發(fā)生同位素分餾效應，即根的和莖內(nèi)水的dD、d18O值與土壤中可供植物吸收的水之dD、d18O值相近。因此我們可以通過分析植物莖水的同位素比率來確定根系對不同來源的土壤水的吸收，可以使我們進一步地了解根在土壤剖面中的活動和在自然群落中植物對水分的利用的差別。在整個生長過程中，植物可能不僅僅利用一種水源（包括大氣降水、土壤水、地下水等）。利用穩(wěn)定同位素技術不但可以測定植物在不同環(huán)境下所利用水分的深度并且對使用兩個以上水源的植物可以定量其所利用水源所占的比例；而且還可以研究植物水分利用在時間上的變化，這一點是僅通過分析植物根系在土壤剖面中的分布所不能確定的。同位素技術的另一個重要作用是確定在土壤中哪部分植物根系是吸收水分的最活躍區(qū)域。因為植物根系通常遍布整個土壤剖面，但這并不意味著根系在其存在的土層中都表現(xiàn)出水分攝取活性，到目前為止其它方法則難以解決這一問題。 林教授在本文中詳細論述了樣品的取樣方法和在注意事項。...
發(fā)布時間:
2011
-
02
-
22
瀏覽次數(shù)：74
[1] Natalia Shakhova, Igor Semiletov, Anatoly Salyuk, Vladimir Yusupov, Denis Kosmach, Örjan Gustafsson.Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf. Science, 2010, 327: 1246-1250.[2] D. R. Bowling, J. B. Miller, M. E. Rhodes, S. P. Burns, R. K. Monson, D. Baer. Soil, plant, and transport influences on methane in a subalpine forest under high ultraviolet irradiance. Biogeosciences, 2009, 6:1311-1324.[3] P. Sturm, A. Knohl. Water vapor δ2H and δ18O measurements using off-axis integrated cavity output spectroscopy. Atmosphe...
發(fā)布時間:
2010
-
08
-
24
瀏覽次數(shù)：41
最近的一些研究表明，活著的植物和分離的植物體能夠在有氧情況下產(chǎn)生數(shù)量驚人的甲烷。這些研究在科學界甚至社會中引起了激烈的爭論。許多研究有著相反的意見，其中一些研究質(zhì)疑將實驗室的研究擴展到全球尺度是否可行，另一些則認為是實驗的誤差導致了錯誤的數(shù)據(jù)，并且有兩個研究（其中一個是基于穩(wěn)定性同位素）在近期報道植物不能釋放出CH4。因此我們根據(jù)許多獨立的試驗，分別測試，干的植物樣本，分離的鮮植物體，以及植物的組成部分（木質(zhì)素，纖維素，膠體等），在UV的照射下，或者在升溫的情況下有明顯的甲烷排放。UV幾乎是瞬間引發(fā)甲烷排放，因為我們可以斷定這是一個光化學過程。而長時間的輻射試驗表明CH4庫的容量是極端巨大的，比實驗中吸附和稀釋帶來的誤差大很多個數(shù)量級，所以不可能是試驗誤差造成的錯誤。純13C植物葉片釋放的13CH4和普通葉片釋放普通CH4的速率相同。UV使植物釋放甲烷.pdf0b4784e614d6eb0021ffd7922afa4c3f.pdf (706.67 KB)
發(fā)布時間:
2010
-
08
-
24
瀏覽次數(shù)：45
植物釋放甲烷研究進展鄧永翠 中國科學院研究生院資源與環(huán)境學院 北京100049杜巖功 中國科學院研究生院資源與環(huán)境學院 北京100049吳伊波 中國科學院研究生院資源與環(huán)境學院 北京100049摘要：植物是否在有氧條件下自身產(chǎn)生甲烷、其產(chǎn)生機制和釋放速率等問題目前還存在很大爭議，如果確證植物在有氧條件下產(chǎn)生較大量的甲烷，就必須重新認識和計算全球甲烷的源匯及其收支平衡。已有研究表明，植物排放的甲烷有一部分是由土壤或木本植物的根和樹干內(nèi)部產(chǎn)甲烷微生物產(chǎn)生，再通過植物傳輸進入大氣中的；植物本身產(chǎn)生甲烷的機制可能主要是在活性氧自由基的作用下，將植物細胞壁成分果膠、木質(zhì)素等中的甲氧基轉(zhuǎn)化為甲烷，這一過程受到高溫、強光和UV輻射等環(huán)境脅迫的刺激。根據(jù)植物排放速率或大氣甲烷濃度與碳同位素組成的實測值，對區(qū)域和全球植物源甲烷排放率做出的估算還存在相當大的不確定性，需要對更多植物和更多地點開展實測研究，深入了解...
發(fā)布時間:
2010
-
07
-
13
瀏覽次數(shù)：54
定年是考古分析中的一個重要方面之一。在考古領域有許多斷代測年方法，而樹輪定年是最精確的一種定年方法，可以精確到年，甚至到某個季節(jié)。樹輪年代學（Dendrochronology），也叫樹輪定年（Tree–ring Dating），是對樹木年輪年代序列的研究，科學的樹輪年代學是美國的天文學者道格拉斯（Douglass）博士于二十世紀初研究建立起來的。他用樹輪定年法測定了印第安人遺址中殘留樹木的樹輪，明確了遺址的年代，于是這種方法在美國的史前年代學研究中得以確立。自從科學的樹輪年代學建立以來，樹輪年代學有了長足的發(fā)展。在建立長序列的年輪年表方面，許多國家已經(jīng)建立了不同長度的年表，其中有兩條長序列的年輪年表，一條是利用美國西南部考古遺址出土的木材樣本，構建了這一地區(qū)的史前年代學框架，建立了上萬年的刺果松（Pinus aristata）年輪年表，另一條是德國建立了不間斷的可延續(xù)到整個全新世的10430年的櫟樹（Quercus）年輪年表。利用長序列年輪年表不但對新石器時代的遺存進行了定年，對古建、古美術的木材樣本進行定年，而且對14C年代進行了校正，推測過去一些事件的年代，河流的改道，推測過去社會經(jīng)濟和文化狀況，聚落的居住史和建筑史等?？傊?，在考古學領域，樹輪年代學主要有兩方面的作用，一方面是利用樹木年輪分析判定過去人類文化遺存的年代，另一方面是對過去氣候（包括溫度、降水）和環(huán)境進行重建和研究...
發(fā)布時間:
2010
-
07
-
01
瀏覽次數(shù)：125
利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區(qū)過去159年夏季溫度的變化 李宗善1, 劉國華1*, 張齊兵2, 胡嬋娟1, 羅淑政1, 劉興良3, 何飛31中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室, 北京 100085;2中國科學院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室, 北京 100093;3四川省林業(yè)科學研究院生態(tài)研究所, 成都 610081 摘要 根據(jù)川西臥龍地區(qū)林線位置岷江冷杉(Abies faxoniana)的年輪寬度資料, 分析了該地區(qū)樹木年輪寬度與氣候要素的關系, 并重建了該地區(qū)1850年以來夏季(6–8月份)溫度的變化歷史。結果表明: 川西臥龍地區(qū)在過去159年來的溫度變化上, 最為明顯的特征是20世紀40年代以來的顯著變暖趨勢, 而在20世紀40年代以前的溫度明顯偏低, 主要的低溫時期在1850–1870年和1890–1930年。該溫度序列的冷暖期與附近地區(qū)的冰芯、冰川進退資料, 以及對于夏季溫度響應敏感的樹輪年表都有著較好的對應關系, 這表明重建序列記錄了可靠的區(qū)域尺度的溫度信號。對重建溫度序列的小波分析表明, 較為明顯的有2–8年和10–16年的周期, 而這些周期可能與厄爾尼諾-南方濤動氣候系統(tǒng)和太陽活動周期有一定的關系。文章鏈接：利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區(qū)過去159年夏季溫度的變化4988c51e4eb...
發(fā)布時間:
2010
-
06
-
23
瀏覽次數(shù)：52
LGR是世界上激光痕量氣體和穩(wěn)定性同位素分析技術的領導者。隨著OA-ICOS技術日臻完善，為研究者帶來了更大的方便，在以往很難測量的領域提供了測量的可能。 因為儀器性能優(yōu)良，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，越來越得到用戶的認可，目前全世界已有400多臺分析儀在為人類更好的服務。儀器廣泛應用在碳水通量測定，大氣痕量氣體變化的測量，水文同位素研究，CO2/H2O穩(wěn)定性同位素廓線測量和土壤CH4通量等方向的研究。在近幾年在國際權威刊物如Nature、Science上發(fā)表了大量的文獻；同時，很多研究者對LGR激光分析儀做了性能等方面的測試，結果表明分析儀精度高、穩(wěn)定性好，是目前世界上最先進的激光分析儀?，F(xiàn)將部分文獻目錄列出，共各位用戶參考。 Los Gatos 參考文獻：[1] Natalia Shakhova, Igor Semiletov, Anatoly Salyuk, Vladimir Yusupov, Denis Kosmach, Örjan Gustafsson.Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf. Science, 2010, 327: 1246-1250.[2] D. R. Bowling...
發(fā)布時間:
2010
-
06
-
09
瀏覽次數(shù)：79