中国暖温带落叶阔叶林中某些树种的^(13)C自然丰度:δ^(13)C值及其生态学意义

利用质谱分析仪对暖温带地区落叶阔叶林优势种稳定碳同位素的分析发现不同树种叶片的稳定碳同位素比率差别较大 ,大多数优势种叶片δ13C值在 -2 4.75 1‰± 0 .85 4‰～ -2 8.1 1 3‰± 1 .5 1 9‰之间。叶片的δ13C值可以分为 3个等级 , 级 ,叶片的 δ13C≥ -2 5 .5‰ , 级 ,叶片的 δ13C值在 -2 5 .5‰～ -2 7.5‰之间 , 级 ,叶片的 δ13C≤ -2 7.5‰ ,由于δ13C值在一定程度上能够反映植物的生理生态特性 ,这表明所研究的植物在生理生态特性方面也可以分为 3个类型。同时 ,由于植物的不同器官具有不同的生理生态特性 ,导致器官对 13C具有不同的分馏特性 ,也导致器官之间的δ13C值产生差异 ,分析结果显示树干、根和小枝的δ13C值一般要较叶片的δ13C值高 ,但不同树种又各具特点。生境的差异是影响稳定碳同位素比率的另一个重要原因 ,良好生境条件下生长的植物的δ13C值一般较生长在干旱瘠薄生境下的低。

大豆作物响应增强UV-B辐射的品种差异

田间条件下模拟 2 0 %平流层臭氧层衰减 ,紫外线 (UV- B,2 80～ 31 5nm)辐射增强 ,研究了 UV- B对 2个大豆 (Glycine max (L.) Merr.)品种黑豆和晋豆生长、光合作用和稳定碳同位素组成的影响。结果表明 ,晋豆比黑豆对 UV- B有较强的抗性或不敏感 ,表现为增强的UV- B辐射显著抑制黑豆的生长和株高 ,叶、茎、根和总生物量以及株高全部降低 ,而晋豆仅茎重和株高降低 ;晋豆的色素含量 (叶绿素 a,b、类胡萝卜素和类黄酮 )不受 UV- B辐射影响 ;在 UV- B辐射下黑豆的净光合作用、气孔导度、胞间 CO2 浓度和蒸腾作用以及水分利用效率明显下降 ,而晋豆只有气孔导度和蒸腾作用减少。这可能与晋豆本身含有较高的类黄酮及较多的表皮毛和遗传特性有关。用叶片稳定碳同位素组成 (δ1 3 C值 )的分析也证明晋豆对 UV- B辐射不敏感。由此看来 ,大豆品种对 UV- B辐射的反应差异可以通过 δ1 3

太行山南麓核桃-菘蓝/决明复合系统种间水分关系

[目的]旨在通过研究不同果药复合模式的种间水分竞争/互惠关系,为太行山南麓低丘山区高效果农复合模式筛选提供理论依据。[方法]采用稳定碳同位素方法,结合热扩散探针等技术,研究核桃-菘蓝/决明复合系统的水分利用效率(WUE)、耗水量和土壤含水量等,以期量化其种间水分关系。[结果]复合系统的土壤含水量比单作核桃和单作作物地块的均有较大提高,单作核桃的土壤含水量也高于单作作物。菘蓝的WUE均随着其生长逐渐减小,而决明的WUE则是2012年随生长增大、2013年减少。单作核桃、单作菘蓝/决明的耗水量均高于间作核桃、间作菘蓝/决明,其中,在2012年和2013年,单作核桃的耗水量分别是间作核桃的1.11、1.07倍,单作菘蓝的耗水量分别是间作菘蓝的1.83、1.96倍,单作决明的耗水量分别是间作决明的2.26、2.60倍。在复合系统中,核桃的耗水量在2012年与药材相当,2013年则高于药材。核桃树行中间处菘蓝和决明的总耗水量均显著高于其他位置(除了2013年菘蓝及决明开花期分别略低于其他位置处)。在2012年,间作系统的总收入分别是单作核桃和单作药材的1.47、1.24倍,在2013年为1.24、1.49倍。[结论]核桃药材复合系统提高了土壤含水量,降低了总耗水量;复合系统的产量土地当量比达到1.9左右,比单作系统明显提高。虽然复合系统的核桃产量比单作核桃有所减少,但加上药材收入后,总收入为单作系统的1.2倍以上,增加了经济收益。因此,核桃-菘蓝/决明复合系统适合在该区推广。

贡嘎山东坡植物和土壤有机质的δ^(13)C差异

通过对贡嘎山东坡地表植被、凋落物、土壤有机质δ13C值的分析,结果显示贡嘎山东坡地表植被、凋落物、0～5,5～10和10～20cm土壤有机质的δ13C值均随海拔的升高先减小后增大,即从海拔1200～2100m,δ13C值逐渐变小,从2100～4500m,δ13C值则逐渐变大.植被、凋落物和土壤有机质δ13C值沿海拔高度的这种变化是与C3,C4植物的分布有关,C4植物仅仅生长于海拔高度低于2100m的环境中,而C3在所有海拔都存在.植被、凋落物和土壤有机质三者间的δ13C有显著的正相关,凋落物、0～5cm层、5～10cm层和10～20cm土壤有机质δ13C较植被分别平均偏正0.56‰,2.87‰,3.04‰和3.49‰.在综合考虑工业革命以来大气CO2浓度和δ13C值变化对植物同位素的影响后,我们认为1.57‰可能是利用古土壤有机质δ13C进行古生态重建时应该考虑的最小修正值.

温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ^(13)C的气候意义

详细了解多树种树轮碳同位素组成(δ13C)对气候的响应机制是进行古气候重建的基础.利用川西高原温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ13C序列,探讨了气候环境要素对两树种δ13C的控制作用及利用该指标进行气候重建的潜力.结果表明:铁杉和高山松树轮δ13C序列之间存在差异,其原因可能与树种本身的生理特性有关;当去除大气CO2浓度引起的低频影响后,两树种年轮碳同位素分辨率(Δ13C)序列之间的相关程度有所加强,且呈显著相关关系,说明气候要素对两树种的Δ13C有类似的控制作用.温度和水分与两树种Δ13C序列密切相关,但二者对Δ13C起控制作用的时段和强度因树种的不同而存在差异.其中,温度对铁杉Δ13C影响的关键时期为前一年12月至当年2月,对高山松影响的关键时期为当年4~7月;水分对铁杉和高山松Δ13C起控制作用的关键时期分别为当年2~4月和3~5月.可见在温暖湿润区,树轮碳同位素分馏因树种的不同而不同,且受多个气候要素共同作用,但最优多元回归方程的解释方差最大仅38.5%.因此,在温暖湿润的川西高原单独利用树轮δ13C进行气候要素重建受到一定限制.

黔西北次生林优势树种叶片-凋落物-土壤连续体有机质碳稳定同位素特征

稳定性碳同位素自然丰度(δ13C)能够揭示生态系统长时间尺度的有机碳动态变化,阐明生态系统功能的变化特征。以黔西北次生林14个优势树种为研究对象,测定叶片、凋落物以及根区土壤有机碳含量和δ13C值,分析不同层次碳含量和δ13C丰度之间的相关性。结果表明:14个优势树种叶片碳含量为404.67—487.14 g/kg,总体为针叶树种较高、常绿灌木较低;δ13C值为-31.2‰—-27.1‰,随生活型的变化规律不明显。凋落物碳含量为414.62—561.31 g/kg,与叶片碳含量的变化规律较为一致;δ13C值为-31.5‰—-27.3‰,随树种生活型的变化特征也不明显。根区土壤碳含量为10.02—91.59 g/kg,δ13C值为-26.8‰—-22.5‰,碳含量以光皮桦、银白杨等落叶乔木较高。叶片、凋落物和根区土壤3个层次的碳含量与δ13C丰度之间均呈不显著相关,不同层次的δ13C丰度之间和碳含量之间均为正相关。研究结果有助于反映森林生态系统碳循环过程的关键信息,为森林植被恢复提供理论依据。

长汀水土流失区马尾松与木荷水分利用效率特征分析

应用稳定碳同位素法测定福建长汀水土流失区马尾松与木荷的叶片稳定碳同位素组成(δ^(13)C)值,以指示两种植物的长期水分利用效率(WUE),从而探究了生态恢复过程中优势树种的水分利用效率特征、策略及竞争能力。结果表明:马尾松叶片的碳同位素组成(δ^(13)C)和水分利用效率(WUE)随着生境生态恢复程度的提高显著增大,且在其生长发育过程中具有相对稳定性;木荷叶片δ^(13)C值和WUE随着生境生态恢复程度的提高显著降低,且在时间尺度上具有更大的可塑性。马尾松与木荷种间水分利用策略的不同,可能来源于针叶树种和阔叶树种在生物学特征方面的差异。

以β-月桂烯为原料的新单萜衍生物合成及构造解析

把β-月桂烯与马来酸酐的分子间Diels-Alder环加成反应获得的环加成产物4-(4-甲基-3-戊烯基)-4-环己烯-1,2-酸酐(1)在乙酸乙酯溶剂中,用5%Pd/C为催化剂进行催化加氢,获得了一个新的化合物4-(4-甲基戊基)-环己烷-1,2-酸酐(2),然后,对2进行加水分解得到了另一个新化合物4-(4-甲基戊基)-环己烷-1,2-二羧酸(3)。用1HNMR(1H-1HCosy)和13CNMR(DEPT,HMQC,HMBC,INADEQUATE)等新的核磁共振测定手法对化合物1,2和3的结构进行了详细的解析及化学位移的归属。