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【摘要】森林的长期生产力和固碳能力受气候变化影响,已成为全球关注的问题。本研究中,我们提供了一种简单且无损的方法来研究多时间尺度上树木CO2同化率。这种新的方法结合了树干液流和稳定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我们通过分析变异性并进行配对样本t检验,比较了气体交换测量和新方法测得的CO2同化率,以验证其准确性和适用性。气体交换和同位素测量都表明早晨CO2同化率高于下午,峰值在10-11 am左右出现,可能是由于夜间的水储存和早晨的高气孔导度。侧柏日,月,年尺度上CO2同化率的变异性与供水条件有关。与以往的研究相比,我们利用稳定碳同位素分辨率(Δ13C)和树干液流测量估算的年CO2同化率的结果与传统方法结果相一致。侧柏对供水可以有效的响应,这就解释了为什么它可以很好地适应半干旱区环境。估算CO2同化率的新方法是准确的,且适用于北京周边的半干旱地区。【研究区域】位于燕山鹫峰国家森林生态系统研究站(NFERS,40°03′N,116°05′E)。【碳同位素测定】利用碳同位素分析仪(CCIA-36d-EP,LGR)结合廓线系统进行长期野外观测。研究区域的地理位置(a)研究区域2013年-2016年三个土壤深度(30cm,60cm和90cm)的月土壤含水量(SWC);(b)月降水量(P)和平均气温(Ta);(c)月平均饱和水汽压差(VPD)和光合有效辐射(PAR)。(a)16个树木样品的月平均林分蒸腾(Ts),误差线表示标准偏差;(b)每个样品的月林分蒸腾。TDP系统每月测得的树木每小时平均蒸腾值(Th)。负数的绝对值表示生长在阴坡的8棵树的平均蒸腾量,而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均蒸腾量。阳坡和阴坡树木的月δ13Cls。每个点表示每月代表日(2天)的平均δ13Cls。误差线表示平均值的标准误差。Th和叶片δ13Cls估算的每个月树木每小时平均CO2同化率(A...
发布时间: 2020 - 09 - 11
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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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2009年第二期理加快讯dd2510cb6c9f66ae3f1d3bac92049a84.pdf (1.02 MB)
发布时间: 2009 - 07 - 29
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涡度相关方法测量通量,是目前公认的最好的方法,因为可以得到连续的数据。已经大量应用于CO2通量测量的研究中,甲烷通量由于受限于仪器,一直使用箱式法等进行测量,数据密度和质量都有一定差距。LGR推出快速甲烷分析仪一来,CH4的测量频率可以达到10Hz以上,完全可以满足涡度相关的方法,因此,很多科学家开始采用LGR的快速甲烷分析仪来进行甲烷通量的研究。详细信息...
发布时间: 2009 - 07 - 22
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LGR是世界上最知名的激光痕量气体和稳定性同位素分析仪供货商。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。      因为性能优良,数据稳定,越来越得到用户的认可,目前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。在近两年发表了大量的文献,现将部分文献目录列出,共各位用户参考。   "High-Frequency Field Deployable Isotope Analyzer for Hydrological Applications"Manish Gupta, Elena Berman, Chris Gabrielli, Tina Garland, J. McDonnell Water Resources Research, 2009 (in press)"Methane fluxes during the initiation of a large-scale water table manipulation experiment in the Alaskan Arctic tundra"Zona, D., W. ...
发布时间: 2009 - 07 - 17
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日前,中国科学院西北高原生物研究所曹广民研究员及中国科学院地理科学与资源研究所徐兴良副研究员带领研究小组,在青藏高原生态系统甲烷排放研究方面取得重要成果。其研究论文“Methane Emissions by Alpine Plant Communities in the Qinghai–Tibet Plateau”已在著名生物学刊物Biology Letters上正式发表。这是首次关于青藏高原高寒生态系统植物群落甲烷排放相关研究成果的报道。该项成果一经发表,即得到了国际学术界的和媒体广泛关注,世界著名的学术刊物《自然》(Nature)对该项目的参与完成人、中国科学院西北高原生物研究所所长赵新博士进行了专访,并在“NATURE NEWS”上发表了重要评论,英国皇家化学会(RSC —Royal Society of Chemistry)也在其网站刊登了相关报道。   该项研究采用密闭箱式法,选择青藏高原两种主要高寒草甸群落类型,对高寒草甸生态系统甲烷排放进行了长达三年的监测,取得了重要的研究数据。研究结果表明,高寒草甸植物在地球甲烷循环中具有重要的作用,同时,在进行高寒草甸生态系统对大气甲烷的贡献作用研究中须将植物类群和生长环境的不同纳入考虑因素。  世界著名学术杂志《自然》(Nature)就这一研究成果对中国科学院西北高原生物研究所所长赵新全博士进行了专访,并在2008年8...
发布时间: 2009 - 07 - 04
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碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(13C)和放射性同位素(14C)在生态系统长期动态过程的重建(如C3/C4植被的历史格局)、土壤有机碳周转周期等方面的应用,探讨了同位素示踪技术在土壤有机碳来源、周转周期、土壤CO2通量的变化和组分区分、同位素富集等研究领域的应用,归纳了土壤碳循环研究中的基本问题,提出了未来土壤碳循环同位素示踪的主要研究方向。阅读全文:碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用.pdf
发布时间: 2009 - 06 - 21
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如何在生态和环境科学研究中运用稳定同位素?(From ibcas SELLER)    稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进一步了解,使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。正如现代分子生物技术大大地推动了基因、生物化学和进化生物学的研究一样,稳定同位素技术对生态学研究也已产生了重要的影响。通过使用稳定性同位素技术,可以使生态学家测出许多随时空变化的生态过程,同时又不会对生态系统的自然状态和元素的性质造成干扰。在过去的十几年中,一些生态与环境科学的最令人瞩目的进步依赖于稳定性同位素技术,稳定性同位素能够被用来解决生态与环境科学的许多问题。包括:1.植物如何有效地利用水分(13C)?2.植物从土壤哪个层次获得水分(18O, 2H)?3.植物通过氮固定或吸收土壤NH4+及NO3-获得氮素相对比率(15N)?4.如何确定土壤中碳和氮周转速率(13C, 15N)?5.区分土壤呼吸释放CO2的来源(植物根系或土壤微生物)(13C, 18O)6.区分光合和呼吸对净生态系统CO2交换或NEE的相对贡献(13C, 18O)7.区分蒸腾和蒸发对净生态系统水交换或蒸散(ET)的相对贡献(2H, 18O)如何8.判定N2O的来源(硝化细菌或反硝化细菌)(15N, 18O)?9.确定食物网初级消费者事物来源(13C, 34S)10.确定食物链的长度(15N)11....
发布时间: 2009 - 06 - 20
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