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全球变暖增加了当地大气对水分的需求,导致许多地区降水减少,两者都会导致干旱。水汽可以在辐射冷却到露点温度以下的表面凝结成露水。露水因其对地表水平衡的重要贡献而被认为是一个重要水源,尤其是在半干旱和干旱地区。干旱地区,年露水量占降雨量的9%-23%。在热带岛屿旱季,露水可以作为一种替代水源。露水对干旱地区或干旱期植物的生存、生长和发育十分重要,例如带来夜间水分以及通过植物气孔或特殊的物理特征(如气生植物)直接被叶片吸收利用。因此,露水可以增加叶片的净光合产物积累,提高植物水分利用效率。露水还参与了大气中的化学过程,例如亚硝酸盐氧化物的昼夜(和夜间)循环。从1961-2010,中国露水频率降低了5.2天/10年,这主要是因为近地表增温和相对湿度(RH)下降。此外,中国干旱区露水频率下降率(50%)高于半湿润和湿润地区(40%和28%)。因此,随着全球气候变化,不同地区露水具有不同的趋势,需了解不同气候区域的露水特征以更好地预测未来露水动态变化。δ2H和δ18O是天然和传统的水文示踪剂,在追踪与不同类型水(例如降雨、降雪、露水、雾、地表水、植物水和冰芯)相关的不同水文气象过程中发挥着重要作用。两种质量分馏过程,平衡分馏和动力学分馏,是水相变过程中同位素差异的根本原因。它们分别由饱和水汽压和不同同位素的扩散速率决定。17O-excess(17O-excess = ln(δ17O + 1)-0.528×ln (δ18O + 1)),作为一种新的示踪剂,可用来提供有关水分输送、降雨和蒸发的额外限制,以探测水文和气象过程。与传统的依赖于温度和RH的同位素相比,17O-excess主要对10-45℃的RH敏感。δ′18O(δ′18O = 1000×ln(δ18O + 1))和 δ′17O(δ′17O = 1000×ln (δ17O + 1))之间的关系可用来更...
发布时间: 2022 - 05 - 16
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最近的一些研究表明,活着的植物和分离的植物体能够在有氧情况下产生数量惊人的甲烷。这些研究在科学界甚至社会中引起了激烈的争论。许多研究有着相反的意见,其中一些研究质疑将实验室的研究扩展到全球尺度是否可行,另一些则认为是实验的误差导致了错误的数据,并且有两个研究(其中一个是基于稳定性同位素)在近期报道植物不能释放出CH4。因此我们根据许多独立的试验,分别测试,干的植物样本,分离的鲜植物体,以及植物的组成部分(木质素,纤维素,胶体等),在UV的照射下,或者在升温的情况下有明显的甲烷排放。UV几乎是瞬间引发甲烷排放,因为我们可以断定这是一个光化学过程。而长时间的辐射试验表明CH4库的容量是极端巨大的,比实验中吸附和稀释带来的误差大很多个数量级,所以不可能是试验误差造成的错误。纯13C植物叶片释放的13CH4和普通叶片释放普通CH4的速率相同。UV使植物释放甲烷.pdf0b4784e614d6eb0021ffd7922afa4c3f.pdf (706.67 KB)
发布时间: 2010 - 08 - 24
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植物释放甲烷研究进展邓永翠      中国科学院研究生院资源与环境学院       北京100049杜岩功      中国科学院研究生院资源与环境学院       北京100049吴伊波      中国科学院研究生院资源与环境学院       北京100049摘要:植物是否在有氧条件下自身产生甲烷、其产生机制和释放速率等问题目前还存在很大争议,如果确证植物在有氧条件下产生较大量的甲烷,就必须重新认识和计算全球甲烷的源汇及其收支平衡。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树干内部产甲烷微生物产生,再通过植物传输进入大气中的;植物本身产生甲烷的机制可能主要是在活性氧自由基的作用下,将植物细胞壁成分果胶、木质素等中的甲氧基转化为甲烷,这一过程受到高温、强光和UV辐射等环境胁迫的刺激。根据植物排放速率或大气甲烷浓度与碳同位素组成的实测值,对区域和全球植物源甲烷排放率做出的估算还存在相当大的不确定性,需要对更多植物和更多地点开展实测研究,深入了解...
发布时间: 2010 - 07 - 13
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定年是考古分析中的一个重要方面之一。在考古领域有许多断代测年方法,而树轮定年是最精确的一种定年方法,可以精确到年,甚至到某个季节。树轮年代学(Dendrochronology),也叫树轮定年(Tree–ring Dating),是对树木年轮年代序列的研究,科学的树轮年代学是美国的天文学者道格拉斯(Douglass)博士于二十世纪初研究建立起来的。他用树轮定年法测定了印第安人遗址中残留树木的树轮,明确了遗址的年代,于是这种方法在美国的史前年代学研究中得以确立。自从科学的树轮年代学建立以来,树轮年代学有了长足的发展。在建立长序列的年轮年表方面,许多国家已经建立了不同长度的年表,其中有两条长序列的年轮年表,一条是利用美国西南部考古遗址出土的木材样本,构建了这一地区的史前年代学框架,建立了上万年的刺果松(Pinus aristata)年轮年表,另一条是德国建立了不间断的可延续到整个全新世的10430年的栎树(Quercus)年轮年表。利用长序列年轮年表不但对新石器时代的遗存进行了定年,对古建、古美术的木材样本进行定年,而且对14C年代进行了校正,推测过去一些事件的年代,河流的改道,推测过去社会经济和文化状况,聚落的居住史和建筑史等。总之,在考古学领域,树轮年代学主要有两方面的作用,一方面是利用树木年轮分析判定过去人类文化遗存的年代,另一方面是对过去气候(包括温度、降水)和环境进行重建和研究...
发布时间: 2010 - 07 - 01
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利用树木年轮宽度资料重建川西卧龙地区过去159年夏季温度的变化 李宗善1, 刘国华1*, 张齐兵2, 胡婵娟1, 罗淑政1, 刘兴良3, 何飞31中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085;2中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093;3四川省林业科学研究院生态研究所, 成都 610081 摘要  根据川西卧龙地区林线位置岷江冷杉(Abies faxoniana)的年轮宽度资料, 分析了该地区树木年轮宽度与气候要素的关系, 并重建了该地区1850年以来夏季(6–8月份)温度的变化历史。结果表明: 川西卧龙地区在过去159年来的温度变化上, 最为明显的特征是20世纪40年代以来的显著变暖趋势, 而在20世纪40年代以前的温度明显偏低, 主要的低温时期在1850–1870年和1890–1930年。该温度序列的冷暖期与附近地区的冰芯、冰川进退资料, 以及对于夏季温度响应敏感的树轮年表都有着较好的对应关系, 这表明重建序列记录了可靠的区域尺度的温度信号。对重建温度序列的小波分析表明, 较为明显的有2–8年和10–16年的周期, 而这些周期可能与厄尔尼诺-南方涛动气候系统和太阳活动周期有一定的关系。文章链接:利用树木年轮宽度资料重建川西卧龙地区过去159年夏季温度的变化4988c51e4eb...
发布时间: 2010 - 06 - 23
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LGR是世界上激光痕量气体和稳定性同位素分析技术的领导者。随着OA-ICOS技术日臻完善,为研究者带来了更大的方便,在以往很难测量的领域提供了测量的可能。 因为仪器性能优良,数据稳定,越来越得到用户的认可,目前全世界已有400多台分析仪在为人类更好的服务。仪器广泛应用在碳水通量测定,大气痕量气体变化的测量,水文同位素研究,CO2/H2O稳定性同位素廓线测量和土壤CH4通量等方向的研究。在近几年在国际权威刊物如Nature、Science上发表了大量的文献;同时,很多研究者对LGR激光分析仪做了性能等方面的测试,结果表明分析仪精度高、稳定性好,是目前世界上最先进的激光分析仪。现将部分文献目录列出,共各位用户参考。 Los Gatos 参考文献:[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...
发布时间: 2010 - 06 - 09
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干旱区杨树、榆树人工防护林地土壤CO2释放通量研究张丽华1,2, 陈亚宁2, 赵锐锋3, 李卫红2, 谢忠奎11中国科学院寒区旱区环境与工程研究所皋兰生态与农业综合试验站, 兰州 730000; 2中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室, 中国科学院新疆生态与地理研究所, 乌鲁木齐 830011; 3西北师范大学地理与环境科学学院, 兰州 730070摘要  土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分。随着全球气候变暖趋势逐渐明显, 土壤呼吸的时空变异及其对温度变化的响应已成为生态学研究的重要内容之一。利用LI-8100自动土壤CO2通量测量系统, 连续两年生长季测定了准噶尔盆地新垦绿洲杨树(Populus sp.)、榆树(Ulmus pumila)人工防护林地土壤呼吸的时间动态, 并分析了土壤水热因子及光合作用对土壤呼吸的影响。研究结果表明: 两种林分土壤呼吸日变化波动呈现一定的不规则性; 季节变化表现为明显的单峰格局。杨树林地土壤呼吸速率显著高于榆树林地, 生长季平均土壤呼吸速率分别为3.71和1.82 μmol CO2·m–2·s–1。两种林分土壤呼吸的季节变化与气温、不同深度层次土壤温度间均呈显著的指数相关, 而与土壤含水量之间相关不显著。50和35 cm土壤温度可以分别解释两种林分土壤呼吸时间变化的78...
发布时间: 2010 - 05 - 26
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冬小麦生境中土壤养分对凋落物碳氮释放的影响申 艳1,2     杨慧玲1     何维明21 河南农业大学生命科学学院, 郑州 450002;2 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京 100093摘 要 土壤养分影响植物生长, 进而影响凋落物质量和产量; 凋落物质量和产量影响凋落物分解过程。基于一个生长实验和一个相同环境分解实验, 研究了冬小麦(Triticum aestivum)生境中养分可利用性对凋落物碳(C)和氮(N)释放的影响。结果显示: (1)冬小麦凋落物产量、叶/根C:N比、C释放量和N释放量随土壤养分梯度呈单调变化; (2)土壤养分影响叶凋落物丢失率而不影响根凋落物丢失率; (3)初始叶/根C:N比与其C、N释放量之间存在负相关关系; (4)分解过程降低叶C:N比和根C:N比。结果表明: 生境中土壤养分的提高可加速凋落物C、N归还, 这反过来可能促进冬小麦生长, 因此这种效应是正反馈; 初始C:N比可预测凋落物C、N释放量。
发布时间: 2010 - 05 - 20
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东北东部山区11种温带树种粗木质残体分解与碳氮释放 张利敏 ,王传宽       东北林业大学林学院植物生态学报    2010 34 (4): 368-374    ISSN: 1005-264X  CN: 11-3397/Q  摘要  采用长期定位跟踪实测方法, 比较分析了我国东北温带森林4个水热状况不同的立地条件(红松(Pinus koraiensis)人工林、硬阔叶林、蒙古栎(Quercus mongolica)林和林外空旷地)下11个温带树种粗木质残体(CWD)分解初期3年中的碳氮动态及其影响因子。测定树种包括: 白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus davidiana)、紫椴(Tilia amurensis)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、蒙古栎、色木槭(Acer mono)、春榆(Ulmus japonica)、红松、黄檗(Phellodendron amurense)、兴安落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)。结果表明: 在分解...
发布时间: 2010 - 05 - 14
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沙漠化对沙地土壤呼吸的影响及其对环境变化的响应摘要: 为了了解沙漠化过程中土壤呼吸速率变化及其对环境因素变化的响应,于2005年在科尔沁沙地研究了固定、半固定和流动沙地的土壤呼吸日变化和生长季动态及其与环境变化的关系,得出以下结论:(1) 3种沙地土壤呼吸日变化在春季和秋季呈单峰曲线,夏季呈多峰曲线;(2) 3种沙地土壤呼吸速率从春季到秋季的季节动态均呈双峰曲线,峰值分别出现在6月下旬和8月下旬;(3) 固定和半固定沙地的土壤呼吸的日变化幅度明显大于流动沙地,季节变化幅度也是固定沙地>半固定沙地>流动沙地;(4) 随着沙漠化的发展,土壤呼吸平均速率明显下降,生长季平均土壤呼吸速率从固定沙地的2.32μmol CO2/(m2/s)降为半固定的1.65μmol CO2/(m2/s)和流动沙地的1.06μmol CO2/(m2/s);(5) 3种沙地土壤呼吸速率日变化均与土壤温度呈正相关,与空气湿度呈负相关,在季节尺度上3种沙地土壤呼吸速率与土壤温度、土壤水分和大气湿度均呈正相关,但只有固定沙地的相关性达到了显著水平;(6)沙漠化过程中,虽然土壤温度、土壤有机碳含量和植物根系碳含量都是导致沙地土壤呼吸发生改变的重要因子,但制约其变化的关键因子还是土壤水分和空气湿度。
发布时间: 2010 - 05 - 14
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此前文献表明绝大多数生物中脂肪与水分之间存在比较大的D/H的分馏。这种分馏归结为同位素对脂肪生物合成的影响。本文我们报导了4种细菌(phylum Proteobacteria)的脂肪与水分之间的D/H分馏 ,结果表明单一生物之中波动可以达到500‰ 。这种变动不可能归因于脂肪生物合成,因为这些途径中没有明显的变化,也不能归因于培养基的D/H比率。更重要的是,脂肪/水的D/H随着新陈代谢而系统地变化:化学自养生长(几乎达到-200到-400‰)、光合自养生长的(-150到-250‰)、非自养生物,采用糖做培养基的生物(0到-150‰),以及非自养生物,采用TCA循环(-50到-200‰) 。我们猜测脂肪的D/H比率很大程度上是由生物合成的NADPH来控制,而不是脂肪生物合成途径本身来决定的。我们的结果表明,不同的代谢途径产生NADPH—并间接影响脂肪的同位素组成。如果是这样,脂肪的δD值可能成为连接脂肪和能量代谢的重要生物化学循环工具,并可通过固碳途径中13C提供了更多的补充信息。棕榈酸和水的δD的回归分析,C. oxalaticus培养在草酸盐、钾酸盐、醋酸盐和琥珀酸盐上的差异。       全文可以在我们的网站下载:http://www.li-ca.com/download/info/26.htm
发布时间: 2009 - 12 - 18
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