放牧、氮添加对荒漠草原植物和土壤碳氮的影响

为了探究放牧和氮添加对内蒙古荒漠草原植物—土壤碳、氮循环的影响,在禁牧(UG,0只羊单位·hm^(-2))和重度放牧(HG,1.74只羊单位·hm-2)样地进行氮添加处理,各处理水平为:对照(CK,0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(LN,5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(MN,10 g·m^(-2)·a^(-1))和高氮(HN,20 g·m^(-2)·a^(-1))。通过对短花针茅(Stipa breviflora)叶片和土壤全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、稳定碳同位素(Stable carbon isotopes, δ13C)、稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes, δ15N)及土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、速效氮(Available nitrogen, AN)的测定分析,结果表明:放牧显著增加土壤TC、TN和AN含量(P<0.05);放牧使短花针茅叶片δ13C,δ15N值显著减小(P<0.05);氮添加使短花针茅叶片δ15N值显著减小(P<0.05)。放牧和氮添加在一定程度上均加速了短花针茅和土壤的养分循环,同时氮添加对短花针茅的氮吸收及分馏效应有一定影响,对退化草地恢复起重要作用。

基于δ^(13)C估算水分利用效率的2种模型比较——以峨眉山雷洞坪植物为例

【目的】通过对基于碳稳定同位素值(δ^(13)C)估算水分利用效率(iWUE)的2种模型(是否考虑叶肉导度,gm)之间差异的研究,有助于进一步理解gm对植物iWUE的影响。【方法】选择峨眉山雷洞坪针阔混交林中不同生长型植物,采集了48个物种的117个叶片样品,通过测定其叶片δ^(13)C,对比了早期估算iWUE模型(iWUEsim模型,将gm看作无穷大)与包含gm效应的iWUE模型(iWUEmes模型)之间的iWUE差异(iWUE_(difference)),以及这种差异随植物生长型变化的趋势。【结果】结果显示,iWUEsim的平均值(42.23±1.33μmol·mol^(-1))显著高于iWUEmes的平均值(28.10±0.65μmol·mol^(-1)),高估比例为3.64%~72.11%(平均49.58%±1.30%)。不同生长型植物的iWUEsim均显著大于iWUEmes,其中草本植物高估比例3.64%~48.00%(平均29.20%±5.16%),灌木高估比例13.68%~67.73%(平均48.44%±1.83%),乔木高估比例32.04%~72.11%(平均54.08%±1.47%)。此外,叶片功能性状对iWUE_(difference)有显著影响,相比于叶片厚度、叶片干物质含量和单位质量叶片氮含量,单位面积叶片氮含量和比叶重是影响iWUE_(difference)变化的主要因素。【结论】将gm看作无穷大会造成对基于δ^(13)C估算的iWUE的高估,未来估算植物iWUE时应考虑gm的影响。

高原鼠兔有效洞穴密度对高寒草甸优势植物叶片和土壤氮磷化学计量特征的影响

采用有效洞穴密度代替高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动强度的方法,研究了高原鼠兔有效洞穴密度(10、15、21和31个/625 m^2)对高寒草甸优势植物高山嵩草(Kobresiapygmaea)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、小花草玉梅(Anemone rivularis)叶片和土壤氮(N)磷(P)化学计量特征的影响。结果表明,3种优势植物叶片N含量随有效洞穴密度增加而显著增加(P<0.05),但叶片P含量却出现分异,表现为高山嵩草和垂穗披碱草叶片P含量随有效洞穴密度增加而先增加后降低(P<0.05),小花草玉梅叶片P含量逐渐增加(P<0.05);高山嵩草叶片N:P随有效洞穴密度增加先降低后增加(P<0.05),垂穗披碱草叶片N:P逐渐增加,小花草玉梅叶片N:P则先增加后降低。土壤0-10 cm和10-20 cm土层N含量随有效洞穴密度增加无明显变化;0—10cm土层P含量随有效洞穴密度增加先降低后增加,10—20 cm土层P含量逐渐降低;0—10 cm土层N:P随有效洞穴密度增加元明显变化,而10-20 cm土层N:P则逐渐增加。优势植物叶片N、P、N:P与土壤N、P、N:P的相关性受植物根系分布特征和生存微环境的约束。

影响C_4草本植物C/N比值变化的因素与土壤有机C积累的关系

文章对采自贵州从低海拔的东部到高海拔的西部且大致平行的石灰岩和砂岩两地带均生长的3种C4草本植物,即巴茅(Miscanthus floridulus)、白茅(Imperata cylindrica)和类芦(Neyraudia reynaudiana),以及相对应的土壤表层样品,进行了营养元素和C同位素组成分析;研究营养元素含量随着海拔的不同而出现的变化趋势,以及这些元素之间的相互协变作用,尤其是Ca和N之间的相互协变作用对植物的N含量、C/N比值和δ13C值的影响,以了解植物的C/N比值(指示植物残留物质量的一种标志)与土壤有机C积累的关系。研究结果表明,植物的N含量和δ13C值具有随海拔的上升而显著增大趋势,而植物的C/N比值在砂岩地区虽有减小的趋势,在石灰岩地带则没有。对所研究的C4草本植物来说,在土壤pH值为5.8的中性条件下显示出Ca的最大吸收,因此,Ca与其他营养元素之间的协变模式在两种土壤类型中表现出相反的倾向,并存在土壤交换性Ca的边界浓度:当土壤可交换性Ca的含量为2.24 mg/g,相应土壤的pH值在5.8以下时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量上升,而植物的C/N比值会显著降低;当Ca在边界浓度以上时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量下降,而植物的C/N比值有增加的趋势。由此可见。

苏铁蕨在广东的分布概况及其中药饮片溯源分析

为给苏铁蕨(Brainea insignis)资源的保护和可持续利用提供依据,采用样线法对广东省内的苏铁蕨种群进行较全面的野外调查,测定稳定碳和氮同位素比值及碳和氮含量,对其中药饮片进行初步溯源。结果表明,苏铁蕨在广东主要分布在北江以东的惠州市、河源市、梅州市和深圳市;在北江以西分布较少;苏铁蕨分布点纬度为22°36'~24°39'N,经度为112°35'~116°48'E,海拔高度为26~706 m。2批次中药饮片的初步溯源结果显示,这些中药饮片可能源自广东罗浮山省级自然保护区、广东惠东莲花山白盆珠省级自然保护区和广东和平黄石坳省级自然保护区。

元素分析仪-同位素质谱测定全氮含量的方法研究

利用实验室常用的标准样品(IAEA N-1和IAEA N-2,全氮含量为21.21%),建立了质谱接收信号与样品全氮含量的函数关系.通过硝酸钾、亚硝酸钠和尿素分析纯样品的分析,证实此函数适合不同形态氮样品全氮含量的计算.与凯氏蒸馏法的对比显示,对于植物和沉积物样品两种方法的测试结果不存在明显系统偏差,其数据可以相互比对.利用EA-MS分析全氮含量的方法,将有利于节约费用,尤其有利于珍贵的少量样品氮同位素与含量的同时测定.

利用稳定氮和碳同位素分析渤海湾食物网主要生物种的营养层次

本研究利用稳定氮和碳同位素比值构建了渤海湾食物网主要生物种的营养层次.其中,δ^(13)C值范围为?25.38‰^-11.08‰,并且在水生生物体内没有稳定的富集现象,梭鱼的生活习性(洄游经济鱼种)和食性可能导致其δ13C值明显高于其他鱼种.δ^(15)N值范围为4.08‰~13.98‰,随营养层次升高有明显富集趋势,富集因子为3.8‰.利用δ^(15)N建立了稳定同位素比值与营养层次的关系模型,预测出浮游动植物、无脊椎生物、鱼类和海鸟的营养层次分别为1.46~2.10,1.91~3.32,2.55~4.23和2.98~4.28.

EA-MS测试过程中添加助燃剂的影响效应研究

利用元素分析-质谱仪(EA-MS)联用系统,探讨对高C/N植物样品测试过程中添加助燃剂对样品氮同位素比值、氮含量和仪器本底的影响。在植物样品中添加CuO或者V2O5,测定的氮同位素组成结果表明:添加助燃剂导致样品测试的结果偏差更小,这与测试过程中植物样品能够完全燃烧有关;添加助燃剂使测试的氮含量高于不添加助燃剂的情况,同时仪器本底也能迅速降低,说明助燃剂的添加有助于样品在瞬间燃烧,因此使测试结果更为精确;不同助燃剂的添加对植物氮同位素比值结果的影响程度不同,与不添加助燃剂的情况相比,CuO的添加使得同位素比值偏正,而V2O5的添加结果不具有规律性;在样品中添加CuO助燃剂(和植物样品以4∶1的质量比混合),样品测试的同位素值偏差最小,测试结果也更加可信,样品本底可以达到连续做样而不影响测定下一样品的氮同位素组成。该方法简单、有效、投入较少,可以用于难以反应的样品分析中。

也谈威远气田的气源——与戴金星院士商榷

四川威远气田是我国储层最老的气田,有关该气田气源的争论从未停止,有主张无机成因的、有主张有机成因的。其中后者又有3种不同观点:①来自震旦系灯影组白云岩;②来自寒武系九老洞组泥页岩;③既来自灯影组又来自九老洞组。主张有机成因者的判断依据如下:①花岗岩裂隙气与灯影组天然气的碳同位素组成;②花岗岩矿物包裹体中气相组分与灯影组天然气组分的比较;③灯影组天然气中的氦含量及3He/4Ne比值;④灯影组天然气中的40Ar/36Ar比值等。文章分析认为,威远气田灯影组天然气的来源应是地壳深部,可能一部分与花岗岩有关,另一部分与上地幔有关。