植物中氫和氧的主要來源是水，植物所能利用的水分主要來自降水、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自降水, 但由于土壤水分輸入的季節變化、地表層的蒸發或土體水分和地下水之間的差異使得土壤水分產生同位素組成梯度。一般來說，植物根系吸收水分過程以及隨后的木質部水分運輸過程均不發生同位素分餾效應，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。因此我們可以通過分析植物莖水的同位素比率來確定根系對不同來源的土壤水的吸收，可以使我們進一步地了解根在土壤剖面中的活動和在自然群落中植物對水分的利用的差別。在整個生長過程中，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不但可以測定植物在不同環境下所利用水分的深度并且對使用兩個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間上的變化，這一點是僅通過分析植物根系在土壤剖面中的分布所不能確定的。同位素技術的另一個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土壤剖面，但這并不意味著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，活著的植物和分離的植物體能夠在有氧情況下產生數量驚人的甲烷。這些研究在科學界甚至社會中引起了激烈的爭論。許多研究有著相反的意見，其中一些研究質疑將實驗室的研究擴展到全球尺度是否可行，另一些則認為是實驗的誤差導致了錯誤的數據，并且有兩個研究（其中一個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幾乎是瞬間引發甲烷排放，因為我們可以斷定這是一個光化學過程。而長時間的輻射試驗表明CH4庫的容量是極端巨大的，比實驗中吸附和稀釋帶來的誤差大很多個數量級，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展鄧永翠 中國科學院研究生院資源與環境學院 北京100049杜巖功 中國科學院研究生院資源與環境學院 北京100049吳伊波 中國科學院研究生院資源與環境學院 北京100049摘要：植物是否在有氧條件下自身產生甲烷、其產生機制和釋放速率等問題目前還存在很大爭議，如果確證植物在有氧條件下產生較大量的甲烷，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干內部產甲烷微生物產生，再通過植物傳輸進入大氣中的；植物本身產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、木質素等中的甲氧基轉化為甲烷，這一過程受到高溫、強光和UV輻射等環境脅迫的刺激。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開展實測研究，深入了解...
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定年是考古分析中的一個重要方面之一。在考古領域有許多斷代測年方法，而樹輪定年是最精確的一種定年方法，可以精確到年，甚至到某個季節。樹輪年代學（Dendrochronology），也叫樹輪定年（Tree–ring Dating），是對樹木年輪年代序列的研究，科學的樹輪年代學是美國的天文學者道格拉斯（Douglass）博士于二十世紀初研究建立起來的。他用樹輪定年法測定了印第安人遺址中殘留樹木的樹輪，明確了遺址的年代，于是這種方法在美國的史前年代學研究中得以確立。自從科學的樹輪年代學建立以來，樹輪年代學有了長足的發展。在建立長序列的年輪年表方面，許多國家已經建立了不同長度的年表，其中有兩條長序列的年輪年表，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框架，建立了上萬年的刺果松（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全新世的10430年的櫟樹（Quercus）年輪年表。利用長序列年輪年表不但對新石器時代的遺存進行了定年，對古建、古美術的木材樣本進行定年，而且對14C年代進行了校正，推測過去一些事件的年代，河流的改道，推測過去社會經濟和文化狀況，聚落的居住史和建筑史等。總之，在考古學領域，樹輪年代學主要有兩方面的作用，一方面是利用樹木年輪分析判定過去人類文化遺存的年代，另一方面是對過去氣候（包括溫度、降水）和環境進行重建和研究...
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利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區過去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中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085;2中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室, 北京 100093;3四川省林業科學研究院生態研究所, 成都 610081 摘要 根據川西臥龍地區林線位置岷江冷杉(Abies faxoniana)的年輪寬度資料, 分析了該地區樹木年輪寬度與氣候要素的關系, 并重建了該地區1850年以來夏季(6–8月份)溫度的變化歷史。結果表明: 川西臥龍地區在過去159年來的溫度變化上, 最為明顯的特征是20世紀40年代以來的顯著變暖趨勢, 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、冰川進退資料, 以及對于夏季溫度響應敏感的樹輪年表都有著較好的對應關系, 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-南方濤動氣候系統和太陽活動周期有一定的關系。文章鏈接：利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區過去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的領導者。隨著OA-ICOS技術日臻完善，為研究者帶來了更大的方便，在以往很難測量的領域提供了測量的可能。 因為儀器性能優良，數據穩定，越來越得到用戶的認可，目前全世界已有400多臺分析儀在為人類更好的服務。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上發表了大量的文獻；同時，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的激光分析儀。現將部分文獻目錄列出，共各位用戶參考。 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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干旱區楊樹、榆樹人工防護林地土壤CO2釋放通量研究張麗華1,2, 陳亞寧2, 趙銳鋒3, 李衛紅2, 謝忠奎11中國科學院寒區旱區環境與工程研究所皋蘭生態與農業綜合試驗站, 蘭州 730000; 2中國科學院綠洲生態與荒漠環境重點實驗室, 中國科學院新疆生態與地理研究所, 烏魯木齊 830011; 3西北師范大學地理與環境科學學院, 蘭州 730070摘要 土壤呼吸是陸地生態系統碳循環的重要組成部分。隨著全球氣候變暖趨勢逐漸明顯, 土壤呼吸的時空變異及其對溫度變化的響應已成為生態學研究的重要內容之一。利用LI-8100自動土壤CO2通量測量系統, 連續兩年生長季測定了準噶爾盆地新墾綠洲楊樹(Populus sp.)、榆樹(Ulmus pumila)人工防護林地土壤呼吸的時間動態, 并分析了土壤水熱因子及光合作用對土壤呼吸的影響。研究結果表明: 兩種林分土壤呼吸日變化波動呈現一定的不規則性; 季節變化表現為明顯的單峰格局。楊樹林地土壤呼吸速率顯著高于榆樹林地, 生長季平均土壤呼吸速率分別為3.71和1.82 μmol CO2·m–2·s–1。兩種林分土壤呼吸的季節變化與氣溫、不同深度層次土壤溫度間均呈顯著的指數相關, 而與土壤含水量之間相關不顯著。50和35 cm土壤溫度可以分別解釋兩種林分土壤呼吸時間變化的78...
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冬小麥生境中土壤養分對凋落物碳氮釋放的影響申 艷1,2 楊慧玲1 何維明21 河南農業大學生命科學學院, 鄭州 450002；2 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室，北京 100093摘 要 土壤養分影響植物生長, 進而影響凋落物質量和產量; 凋落物質量和產量影響凋落物分解過程。基于一個生長實驗和一個相同環境分解實驗, 研究了冬小麥(Triticum aestivum)生境中養分可利用性對凋落物碳(C)和氮(N)釋放的影響。結果顯示: (1)冬小麥凋落物產量、葉/根C:N比、C釋放量和N釋放量隨土壤養分梯度呈單調變化; (2)土壤養分影響葉凋落物丟失率而不影響根凋落物丟失率; (3)初始葉/根C:N比與其C、N釋放量之間存在負相關關系; (4)分解過程降低葉C:N比和根C:N比。結果表明: 生境中土壤養分的提高可加速凋落物C、N歸還, 這反過來可能促進冬小麥生長, 因此這種效應是正反饋; 初始C:N比可預測凋落物C、N釋放量。
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東北東部山區11種溫帶樹種粗木質殘體分解與碳氮釋放 張利敏 ,王傳寬 東北林業大學林學院植物生態學報 2010 34 (4): 368-374 ISSN: 1005-264X CN: 11-3397/Q 摘要 采用長期定位跟蹤實測方法, 比較分析了我國東北溫帶森林4個水熱狀況不同的立地條件(紅松(Pinus koraiensis)人工林、硬闊葉林、蒙古櫟(Quercus mongolica)林和林外空曠地)下11個溫帶樹種粗木質殘體(CWD)分解初期3年中的碳氮動態及其影響因子。測定樹種包括: 白樺(Betula platyphylla)、山楊(Populus davidiana)、紫椴(Tilia amurensis)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、蒙古櫟、色木槭(Acer mono)、春榆(Ulmus japonica)、紅松、黃檗(Phellodendron amurense)、興安落葉松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)。結果表明: 在分解...
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