植物生態(tài)學(xué)報 2010, 34 (2): 170–178 袁國富1* 張 娜1,2 孫曉敏1 溫學(xué)發(fā)1 張世春1,2 利用穩定同位素技術(shù)和Keeling Plot方法可以有效分割地表蒸散量, 進(jìn)而加深對陸地生態(tài)系統水循環(huán)的理解。該研究通過(guò)原位連續測定麥田的水汽同位素數據, 評價(jià)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(shí)驗于2008年3–5月在中國科學(xué)院欒城農業(yè)生態(tài)站進(jìn)行, 利用國際上先進(jìn)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同位素比原位連續觀(guān)測系統, 同時(shí)利用渦度相關(guān)技術(shù)、真空抽提技術(shù)、同位素質(zhì)譜儀技術(shù), 獲取了必要的數據。研究分析了一天中不同時(shí)間段的連續的大氣水汽δ18O與水汽濃度倒數擬合Keeling Plot曲線(xiàn)的差異和可能的原因。結果顯示, 中午時(shí)段的擬合結果較好, 這也暗示中午時(shí)段蒸騰速率高時(shí)最可能滿(mǎn)足植物蒸騰的同位素穩定態(tài)假設。進(jìn)一步的分析發(fā)現植物蒸騰的同位素穩定態(tài)并不總是成立, 尤其是水分脅迫下進(jìn)入成熟期的小麥, 其蒸騰水汽同位素一般處于非穩定態(tài)。利用同位素分割結果顯示, 生長(cháng)盛期麥田94%–99%的蒸散來(lái)源于植物蒸騰。關(guān)鍵詞 通量分割, ...
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高精度N2O、CO、H2O氣體分析儀與CH4、CO2、H2O氣體分析儀的開(kāi)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集成了內置Peltier冷卻器以穩定儀器內部溫度，從而使得該分析儀在進(jìn)行高精度測量的同時(shí)，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;...
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D. E. Pataki1 J. R. Ehleringer1 L. B. Flanagan2 D. Yakir3 D. R. Bowling1 C. J. Still4,51猶他大學(xué)生物系 2 Lethbridge大學(xué)生命科學(xué)系3 Weizmann研究所4加州大學(xué)Berkeley大氣中心 5加州大學(xué)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(lái)研究全球碳匯/源的估計，以及用于區分生態(tài)系統通量。因此Keeling plot的研究方法正越來(lái)越多地被用于確定生態(tài)系統呼吸(d13CR)的碳同位素組成，以較好地理解生態(tài)系統的同位素鑒別。本文我們分析了來(lái)自北美和南美33個(gè)實(shí)驗地點(diǎn)的146個(gè)keeling曲線(xiàn)，以研究生態(tài)系統呼吸的格局(d13CR)。為了解析來(lái)自不同研究的結果，我們討論了Keeling曲線(xiàn)方法的假設條件，并推薦了可用于確定生態(tài)系統呼吸的標準方法。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)系統呼吸的估計。我們統一計算了所有生境的生態(tài)系統呼吸。我們發(fā)現C3生態(tài)系統存在很大程度上的時(shí)空變化，具體的變化范圍從-19.0到...
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植物中氫和氧的主要來(lái)源是水，植物所能利用的水分主要來(lái)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(lái)自降水, 但由于土壤水分輸入的季節變化、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(lái)說(shuō)，植物根系吸收水分過(guò)程以及隨后的木質(zhì)部水分運輸過(guò)程均不發(fā)生同位素分餾效應，即根的和莖內水的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(guò)分析植物莖水的同位素比率來(lái)確定根系對不同來(lái)源的土壤水的吸收，可以使我們進(jìn)一步地了解根在土壤剖面中的活動(dòng)和在自然群落中植物對水分的利用的差別。在整個(gè)生長(cháng)過(guò)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）。利用穩定同位素技術(shù)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(gè)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(shí)間上的變化，這一點(diǎn)是僅通過(guò)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(shù)的另一個(gè)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域。因為植物根系通常遍布整個(gè)土壤剖面，但這并不意味著(zhù)根系在其存在的土層中都表現出水分攝取活性，到目前為止其它方法則難以解決這一問(wèn)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。...
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[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...
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最近的一些研究表明，活著(zhù)的植物和分離的植物體能夠在有氧情況下產(chǎn)生數量驚人的甲烷。這些研究在科學(xué)界甚至社會(huì )中引起了激烈的爭論。許多研究有著(zhù)相反的意見(jiàn)，其中一些研究質(zhì)疑將實(shí)驗室的研究擴展到全球尺度是否可行，另一些則認為是實(shí)驗的誤差導致了錯誤的數據，并且有兩個(gè)研究（其中一個(gè)是基于穩定性同位素）在近期報道植物不能釋放出CH4。因此我們根據許多獨立的試驗，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(gè)光化學(xué)過(guò)程。而長(cháng)時(shí)間的輻射試驗表明CH4庫的容量是極端巨大的，比實(shí)驗中吸附和稀釋帶來(lái)的誤差大很多個(gè)數量級，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)
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植物釋放甲烷研究進(jìn)展鄧永翠 中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院 北京100049杜巖功 中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院 北京100049吳伊波 中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)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(wèn)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(shù)干內部產(chǎn)甲烷微生物產(chǎn)生，再通過(guò)植物傳輸進(jìn)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)素等中的甲氧基轉化為甲烷，這一過(guò)程受到高溫、強光和UV輻射等環(huán)境脅迫的刺激。根據植物排放速率或大氣甲烷濃度與碳同位素組成的實(shí)測值，對區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(diǎn)開(kāi)展實(shí)測研究，深入了解...
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定年是考古分析中的一個(gè)重要方面之一。在考古領(lǐng)域有許多斷代測年方法，而樹(shù)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(gè)季節。樹(shù)輪年代學(xué)（Dendrochronology），也叫樹(shù)輪定年（Tree–ring Dating），是對樹(shù)木年輪年代序列的研究，科學(xué)的樹(shù)輪年代學(xué)是美國的天文學(xué)者道格拉斯（Douglass）博士于二十世紀初研究建立起來(lái)的。他用樹(shù)輪定年法測定了印第安人遺址中殘留樹(shù)木的樹(shù)輪，明確了遺址的年代，于是這種方法在美國的史前年代學(xué)研究中得以確立。自從科學(xué)的樹(shù)輪年代學(xué)建立以來(lái)，樹(shù)輪年代學(xué)有了長(cháng)足的發(fā)展。在建立長(cháng)序列的年輪年表方面，許多國家已經(jīng)建立了不同長(cháng)度的年表，其中有兩條長(cháng)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，構建了這一地區的史前年代學(xué)框架，建立了上萬(wàn)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到整個(gè)全新世的10430年的櫟樹(shù)（Quercus）年輪年表。利用長(cháng)序列年輪年表不但對新石器時(shí)代的遺存進(jìn)行了定年，對古建、古美術(shù)的木材樣本進(jìn)行定年，而且對14C年代進(jìn)行了校正，推測過(guò)去一些事件的年代，河流的改道，推測過(guò)去社會(huì )經(jīng)濟和文化狀況，聚落的居住史和建筑史等?？傊?，在考古學(xué)領(lǐng)域，樹(shù)輪年代學(xué)主要有兩方面的作用，一方面是利用樹(shù)木年輪分析判定過(guò)去人類(lèi)文化遺存的年代，另一方面是對過(guò)去氣候（包括溫度、降水）和環(huán)境進(jìn)行重建和研究...
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利用樹(shù)木年輪寬度資料重建川西臥龍地區過(guò)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(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗室, 北京 100085;2中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點(diǎn)實(shí)驗室, 北京 100093;3四川省林業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)研究所, 成都 610081 摘要 根據川西臥龍地區林線(xiàn)位置岷江冷杉(Abies faxoniana)的年輪寬度資料, 分析了該地區樹(shù)木年輪寬度與氣候要素的關(guān)系, 并重建了該地區1850年以來(lái)夏季(6–8月份)溫度的變化歷史。結果表明: 川西臥龍地區在過(guò)去159年來(lái)的溫度變化上, 最為明顯的特征是20世紀40年代以來(lái)的顯著(zhù)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(shí)期在1850–1870年和1890–1930年。該溫度序列的冷暖期與附近地區的冰芯、冰川進(jìn)退資料, 以及對于夏季溫度響應敏感的樹(shù)輪年表都有著(zhù)較好的對應關(guān)系, 這表明重建序列記錄了可靠的區域尺度的溫度信號。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(dòng)氣候系統和太陽(yáng)活動(dòng)周期有一定的關(guān)系。文章鏈接：利用樹(shù)木年輪寬度資料重建川西臥龍地區過(guò)去159年夏季溫度的變化4988c51e4eb...
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LGR是世界上激光痕量氣體和穩定性同位素分析技術(shù)的領(lǐng)導者。隨著(zhù)OA-ICOS技術(shù)日臻完善，為研究者帶來(lái)了更大的方便，在以往很難測量的領(lǐng)域提供了測量的可能。 因為儀器性能優(yōu)良，數據穩定，越來(lái)越得到用戶(hù)的認可，目前全世界已有400多臺分析儀在為人類(lèi)更好的服務(wù)。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穩定性同位素廓線(xiàn)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(shí)，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、穩定性好，是目前世界上最先進(jìn)的激光分析儀?，F將部分文獻目錄列出，共各位用戶(hù)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...
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