《碳氢氧氮稳定同位素在生态学中的研究案例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳氢氧氮稳定同位素在生态学中的研究案例（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、碳氮氢氧稳定同位素示踪技术在生态系统研究案例 稳定同位素作为示踪剂广泛应用于生态循环和大气循环中的相关研究。 研究人员通过测量空气、 植物和土壤中的稳定性同位素组成， 进而研究传统生态学无法解释的复杂生态学过程，例如：碳同位素用于分析生态系统 CO2循环，区分碳通量研究中各组分的贡献率，确定不同物种对全球生产力的分配和贡献； 氢氧同位素用于分析植物对土壤水分的利用效率， 进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散； 氮同位素用于分析植物及生态系统的氮素循环， 通过反硝化细菌转化成 N2O， 根据15N 在 N 2O 分子的不同位置， 可以示踪 N 素循环的不同化学反应过程。在这些生态研究中，要求使用的设备同
2、时具备高环境耐受性、高精度、高测量速度及宽量程等特点。 美国 Los Gatos 公司采用专利的 OA-ICOS 技术（第 4 代 CRDS 技术）设计的一系列稳定同位素分析仪，具有操作温度范围宽、量程宽、高速、高精度的优点。能够满足实验室野外多点长期同步监测、 不同高度长期同步监测等研究的需要。 其与其他传统测量方法相比，改进了对外界温度、压力变化比较敏感的缺陷，具备无法比拟的优势，适用范围也大大得到扩展。 一、测量原理测量原理 LGR：采用 OA-ICOAS 技术，符合 Beer-Lambert 定律，通过测量光损失来确定未知物质的浓度；通过改变入射激光的波长，一次扫描测量需要的全部光谱，
3、每秒 300 次测量，做平均，从而保证了多点连续监测的同步性以及高精度性。 特点：1、测量速度非常快，每秒 300 次全光谱扫描取平均，测量速度及精度远超传统质谱仪； 2、一次扫描测量全光谱，实时显示光谱曲线，即使温度压力的变化引起峰漂移也不会影响到峰面积的变化； 3、离轴的光腔设计，避免反射光与入射光直接的相互干扰，信噪比低； 4、通过峰面积来计算位置物质的浓度，所以测量范围很宽； 二、 试验方案二、 试验方案 1、碳氧稳定同位素示踪设计方案、碳氧稳定同位素示踪设计方案 1.1 土壤土壤-植物根系呼吸的区分植物根系呼吸的区分 利用土壤、植物根系呼吸产生的 CO2中13C 同位素信息，可以区分
4、它们各自在总呼吸中所占的比例，同时对18O 同位素进行监测，使得多混合源的同位素区分成为可能。 两个混合源的同位素区分 1.2 生态系统尺度光合作用和呼吸作用区分生态系统尺度光合作用和呼吸作用区分 由于光合和呼吸有着不同的同位素标签， 所以可以利用同位素有效的区分这两种不同的通量。 有研究已经把这种方法应用到生态系统尺度（Dan Yakir 456 (7222):628-30 Large tundra methane burst during onset of freezing 俄罗斯科学家应用俄罗斯科学家应用LGR快速甲烷分析仪进行涡度相关测量。测量东西伯利亚北极大陆架的海 面甲烷通量。快速
5、甲烷分析仪进行涡度相关测量。测量东西伯利亚北极大陆架的海 面甲烷通量。Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf, Science, 2010 Berkeley UC 连续三年通量测量连续三年通量测量 通过测量通过测量 CO2 同位素比值监测同位素比值监测 CO2 泄露：泄露： Deployment of a Carbon Isotope Ratiometer for the monitoring of CO2 Sequestration Leakagge ( Analytical Chemistry, 2011) LGRs Mobile Lab provides sensitive measurements in landfills, urban, rural 甲烷通量研究甲烷通量研究 Methane fluxes during the initiation of a largescale water table manipulation experiment in the Alaskan Arctic tundra. Global Biogeochem Cycles 2009
