工業革命后人類活動在不斷改變全球大氣環境和氣候。目前，人類活動固定的活性氮（如NOx和NH3）已超過陸地和海洋生態系統自然氮固定的總和，大大改變了地球系統氮循環。因此，量化大氣氮沉降歷史變化、氮來源及其影響因素對評估和預測陸地和海洋生態系統氮循環過程具有重要意義。目前，冰芯是長時間尺度記錄大氣硝酸鹽（NO3-）沉降及氮同位素特征（δ15N，反映氮來源的重要指標）的載體。但由于冰芯樣品較難獲得且冰芯氮同位素測定技術發展較晚，目前全球冰芯硝酸鹽δ15N的研究非常有限，僅有幾例研究集中在極地區域。北極區域冰芯準確記錄了人為活動對大氣硝酸鹽的影響，發現冰芯硝酸鹽δ15N在近百年來顯著下降，然而在其下降的機制上是究竟源于源排放的變化還是大氣酸度變化引起的分餾效應的改變仍存在爭議。 中國科學院沈陽應用生態所方運霆研究員團隊、云南大學田立德教授團隊和布朗大學Meredith G. Hastings教授團隊共同首次以離人為活動區域更近且對全球變化更為敏感的青藏高原為對象（圖1），通過測定該區域冰芯近200年來硝酸鹽和δ15N的變化，結合多因子模型，從源排放、大氣氧化過程（包括NOx循環和OH 途徑氧化NO2到HNO3）以及氣態HNO3和氣溶膠NO3-轉化過程等方面揭示了百年來亞洲區域人為活動對青藏高原冰芯硝酸鹽氮同位素的影響及其機制（圖1）。圖1. 青藏高原冰芯采樣點...
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導讀沿海濕地是地球上生產力最高、碳含量最豐富的生態系統之一。海岸濕地的長期碳儲量主要以土壤有機質（SOM）的形式存在于地下。除了作為碳匯外，土壤有機質還影響濕地生態系統的結構、功能和穩定性。為了預測和減輕氣候變化的影響，有必要進一步了解環境因子如何控制濕地土壤有機質的。因此，作者選擇了墨西哥灣北岸的跨不同氣溫帶和降雨梯度的10個河口濕地進行調查，收集了10個河口濕地不同海拔和植被梯度帶中的植物樣品和土壤樣品，綜合分析了四個環境因素（包括：氣候、植物群落、土壤母質和地形）對濱海濕地土壤有機碳的影響。▉ 原文信息▉ 正文土壤蘊藏著陸地生態系統中最大的碳庫，土壤中的碳儲量高于比全球植物和大氣中碳庫之和。作為典型的濱海濕地生態系統，紅樹林和鹽沼生存著具有高生產力的維管植物群落，這些植物產生的大量有機物由于存在限制分解的非生物條件而以土壤有機質的形式積聚在地下。另外，由于海平面上升導致的濱海濕地沉積物和有機質加速積累，為土壤有機質的累積和埋藏提供了連續不斷的容納空間。因此，濱海濕地生態系統地下碳儲存和埋藏率是地球上眾多生態系統中最高的。了解氣候變化對土壤有機質的影響在某些生態系統中尤為重要，例如在濱海濕地等生態系統中，相對較小的氣候變化就可能導致生態系統喪失或在大景觀尺度上引發生態系統結構和功能的變化。在濱海濕地中，基礎植物種類扮演著重要的功能性角色，如紅樹植物、鹽沼...
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1 概要國際原子能機構（IAEA）同位素水文實驗室最近組織了一次水同位素比對（WICO）, 以各種技術進行國際實驗室天然水穩定同位素測定（δ18O和δ2H）的能力評估。ABB LGR的水同位素分析儀（TIWA）也加入了此次比對。ABB LGR 測量了8個未知水樣；IAEA 通過4個雙進樣口同位素比質譜儀國際標準實驗室的共識，確定樣品的指定同位素值，并在參與和結果報告后進行披露。TIWA的δ18O和δ2H讀數分別在標準水樣指定值的0.06‰和0.6‰之內，并在測量值和指定值的不確定性范圍內。TIWA測量的貧化水、富集水以及鹽水的δ18O和δ2H分別在指定值的0.05‰和1.2‰之內，并且在指定值的不確定性范圍內。最后，利用ABB LGR光譜污染診斷技術，確定被甲醇污染的水樣。盡管污染程度很高（未經過任何預處理），但TIWA測量的δ18O和δ2H值經過校正后分別在未污染值的0.26‰和0.3‰之內。結果表明ABB LGR的TIWA可以測量各種水樣，包括受污染的、貧化的、富集的水以及鹽水。2 實驗方法IAEA WICO測試包括5個核心樣品和3個可選樣品，這些樣品均取自天然水源。樣品描述如表1 所示。根據ISO13528,通過專家實驗室方法的共識確定WICO樣品δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值。δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值是由4個雙進樣口同位素比質譜儀國際標準實...
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生態學的基本目標是增進對生物體與生物和非生物環境相互作用的理解，而不是解決特定的社會、保護或經濟問題。因此，這100個問題根據對生態科學的重要性而篩選出來，列出了生態學面臨的一系列重要問題，重點放在基礎科學上。下面我們回顧這100個最重要的生態學基礎問題。進化與生態學1. 人類活動可能導致生境破碎化使物種之間聯系減少，而全球化則使物種之間聯系增多，這兩者會產生什么樣的進化后果？2. 進化多大程度上能夠改變我們在自然界中看到的生物個體的比例關系？3. 物種適應有多大的局域性（因棲息地而不同）？4. 表觀遺傳變異的生態學因果是什么？5. 基因、個體、團體上不同水平的選擇對生活史進化以及造成的種群動態變化的相對貢獻是多少？6. 什么選擇壓力導致了生活史中的性別差異？這些選擇壓力對種群動態造成的后果是什么？7. 對于像真菌這樣很難定義個體和適應性的生物，生態和進化的理論應該怎樣修改？8. 密度制約的力量與方式是如何影響種群動態與生活史進化之間的反饋的？9. 表型可塑性是如何影響物種進化軌跡的？10. 物種生活史權衡取舍的生理學基礎是什么？種群生態學11. 控制物種分布范圍的生態與進化機制是什么？12. 如何將個體水平的詳細生命過程上升到種群模式？13. 物種、種群特征和地理環境如何相互作用來決定個體間散布的間距？14. 物種散居和遷徙行為的遺傳基礎是什么？15. 散居在棲息地最外圍或者休眠...
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在“Influence of anthropogenic emissions on wet deposition of pollutants and rainwater acidity in Guwahati, a UNESCO heritage city in Northeast India”一文中，印度和中國科學家在印度東北部古瓦哈蒂走廊（被聯合國教科文組織列為世界遺產）收集了一年的降雨，并分析了其化學組成和來源。 酸雨是指pH值小于5.6的降雨，會對生態系統造成不利的影響。是由人類活動產生的二氧化硫和氮氧化合物與大氣中的水分子反應生成酸而形成的。以前的研究認為在印度東北部，酸性物質中硫（SO42-）和 氮（NO3-）的較高的水平對當地的自然生態系統造成很大的威脅。古瓦哈蒂地區土壤肥沃且富含礦物質，但其土壤結皮具有酸性，無法中和酸雨的干濕沉降。2016.6-2017.6，在季風和非季風季節，酸雨的發生頻率分別為64%和87%，科學家們在此期間研究了當地雨水的化學組成和來源（同位素法）。涉及酸雨濕沉降和干沉降的過程（在酸雨中SO2和 NOX起主要作用）1.試驗方法用清洗過的硼硅酸鹽瓶收集樣品，并配置有聚乙烯漏斗，放置于屋頂上。開始下雨后立即放置收集器，雨停后收回。首先檢測每個樣品的pH，然后將其轉移到干凈的聚乙烯小瓶中，使用原子吸收光譜法分析其金屬和總有機碳。利用離子色譜法分析測...
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Effects of artificial nitrogen addition and reduction in precipitation on soil CO2 and CH4 effluxes and composition of the microbial biomass in a temperate forest.pdf
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摘要：羰基硫在全球硫循環中起重要作用。作為一種溫室氣體，在氣溶膠形成和大氣化學中受氣候變化影響。 CO2和OCS分子在化學和植物代謝途徑中的相似性使OCS可以代替植物對全球總CO2的固定（總初級生產力，GPP）。然而，諸如土壤中OCS交換之類的未知因素（OCS產生（POCS）和消耗（ UOCS ）的同時發生）限制了利用OCS來代替GPP方法的使用。我們通過在充滿不同混合比的空氣熏蒸動態室系統中測量OCS（OCS、CO2、CO和H2O分析儀（907-0028，LGR））、CO和NO的凈通量來估算POCS和UOCS 。不同土地利用的9個土壤樣品重新濕潤，在土壤變干時，監測土壤和空氣的交換，以評估其對水分變化的響應。OCS交換的主控因子是土壤中有效硫的總量。在WFPS（充滿水的孔隙）＞60%時，土壤中的POCS生產率最高，且速率與硫代硫酸鹽濃度呈負相關。在水分含量適中水平（ WFPS為15%-37%），土壤由凈源轉變為凈匯。對于三種土壤而言，我們在不同OCS混合比下測量了NO和CO的混合比，結果發現，土壤水分適度條件下，NO和潛在的CO交換率與UOCS有關。高土壤水分條件下，高硝酸鹽濃度與最大OCS釋放速率有關。在被調查土壤中發現水分和OCS混合比與不同微生物活性以及紅色樣CbbL和amoA的基因轉錄物有關。結論：OCS交換中，CA發揮了重要的作用，但與CO2通量有關的其他酶的...
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摘要：利用OCS分析儀和自動土壤室系統在實驗室條件下分析土壤和大氣之間OCS的交換過程。OCS在土壤和大氣之間的交換模式與土壤水分以及大氣CO2濃度有關。隨土壤水分的增加，OCS交換從釋放（干旱條件下）-吸收（最適宜水分下）-釋放（高土壤水分下）。在土壤試驗中發現， CO2濃度升高會影響交換的速率與方向。在土壤上方幾厘米處，CO2水平（高達7600 ppm）較高，OCS有釋放趨勢。在高土壤水分下，OCS釋放顯著增加。測量結果同時表明，OCS交換中存在生物成分。而且用真菌抑制劑制霉菌素對土壤處理之后發現真菌可能是土壤OCS的主要消耗者。作者討論了土壤水分和提高CO2 濃度對OCS交換的影響作為微生物群落活性的變化。由土壤水分控制的物理因素（如擴散率）發揮了作用，酶的KM值與估計的土壤水中CO2濃度比較的結果表明，碳酸酐酶和PEPCO的競爭性抑制作用不大，而在較高CO2濃度下，RubisCO可能會發生競爭性抑制。Exchange of carbonyl sulfifide (OCS) between soils and atmosphere under various CO2 concentrations.pdf
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2019
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傳統上通過挖掘根系來確定植被的空間分布，在一些生態系統如熱帶森林中該種方法是具有破壞性的、耗時性的以及不切實際性的（Meinzer et al. 2001），而且僅在土壤剖面給定深度存在根系并不一定是確定其對總吸收量相對貢獻的可靠指標，因為并不是所有的根系都具有吸收水分和養分的功能（Ehleringer and Dawson 1992）。因此，傳統的方法是不可取的。隨著同位素技術的不斷發展，氫氧穩定同位素已成為確定植物水分利用模式的有用工具（Ehleringer and Dawson 1992; Brunel et al. 1995）。植物的水分來源主要為降水、土壤水、地表徑流水以及地下水（Duan et al. 2008）。降雨是地球上一切水資源的根本來源，在其降落和循環過程中，會產生蒸發、凝聚、滲透等一系列物理化學過程的變化，這就導致不同水源具有不同的δD和δ18O。而植物在吸收土壤水分過程中，水分從根系到木質部的運輸過程中不會發生同位素的分餾（White et al. 1985; Dawson and Ehleringer 1991; Dawson and Ehleringer 1993; Walker and Richardson 1991）（注；抗旱和耐鹽性木本植物根系吸水過程中可能會發生氫同位素分餾），這是利用氫氧穩定同位素技術確定植物水分來源及貢獻率的理論基礎。因此可...
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西北極干旱地區兩種荒漠岸棲物種對地下水深度波動的響應.pdf
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