黄河源区湿地、草地土壤理化性质和碳氮组成及其稳定同位素特征分析

为探究黄河源区湿地和相邻草地土壤的有机碳和全氮状况,采用野外调查与室内分析相结合,对其理化性质和碳氮组成及其稳定同位素特征进行测定和分析。结果表明,湿地土壤含水量为21.08%~48.95%,容重为0.57~1.46g/cm3,pH为6.4~9.0,全磷含量为34.6~123.44mg/kg,有效磷含量为7.8~71.48mg/kg,有机碳含量为0.53%~16.57%,全氮含量为0.05%~1.47%,δ13 C丰富度介于(-26.65‰)^(-22.10‰)之间,δ15 N丰富度介于1.15‰~5.49‰之间,Corg/N在8.20~11.53之间变化。与湿地邻近的草地土壤含水量变化为13.97%~48.47%,容重变化为0.68~1.42g/cm3,pH为6.1~8.9之间,全磷含量为57.84~143.62mg/kg,有效磷含量为9.74~60.19mg/kg,有机碳含量为0.88%~9.79%,全氮含量为0.09%~0.88%,δ13 C丰富度介于(-25.80‰)^(-21.42‰),δ15 N丰富度介于2.64‰~6.81‰之间,Corg/N在8.60~12.00之间变化。无论是湿地还是草地土壤含水量均<50%,但草地土壤的含水量变异范围大于湿地;源区土壤绝大多数呈弱碱性,少部分近中性或呈弱酸性;有机碳和全氮随湿地类型和采样点的不同也存在很大的差异。总体上,湿地土壤的容重、全磷、有效磷、δ13 C、δ15 N、Corg/N低于草地土壤。土壤有机碳氮及其稳定同位素相互间有显著的相关性,土壤有机质的δ13 C表明源区没有C4植物。

东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

碳、氮同位素值对监测流域植被组成、环境变迁是一种非常有效的指标,为中短时间尺度环境变化研究提供了一条新的途径。以亚热带山区的东江流域为例,以流域内的植被、土壤及水体悬浮物为研究对象,应用其有机质同位素组成(δ13C、δ15N),揭示流域植被的成分和环境变化的信息。研究发现:东江流域土壤碳同位素、C/N比值差值不大;植被的氮同位素差值明显,C/N比值差异较大。对东江流域悬浮物δ13C值近20年的监测表明:其值在早期逐年升高,近10年来转趋稳定并呈明显下降趋势,变化范围在-17.8‰～-26.1‰之间,反映了该流域植被破坏和恢复的过程以及土壤侵蚀状况的变化趋势。

珠江口外近海沉积有机质化学及稳定同位素组成的早期成岩改变

理解早期成岩过程中有机质的化学和同位素分馏对于研究海洋和湖泊环境中的生物地球化学过程是很重要的。将珠江口外近海生物成因有机质分为可水解氨基酸、碳水化合物、脂类和酸不溶四个部分,分析了有机质的化学和同位素组成(δ13C,δ15N),借以讨论沉积有机质在埋藏的早期成岩过程中所发生的化学和同位素改变,结果表明,从浮游生物→悬浮颗粒物→表层沉积物→沉积柱内部,易降解组分可水解氨基酸、碳水化合物、脂类占样品总有机碳的份额依次降低。沉积物及四个有机部分的稳定碳同位素组成在纵向上随深度保持相对恒定,而在不同有机部分之间差异明显。不同类型有机物的分解速率差异在改变有机质化学成分的同时,导致其δ13C发生小幅度负向漂移;细菌有机质的形成和分解对有机质化学成分和同位素组成演化也有重要贡献,并且在一定程度上抵消了上述δ13C的负向漂移,其结果导致沉积有机质的δ13C略低于浮游生物;另一方面,由于异养菌生长过程中的氮同位素分馏系数与可利用氮源的特征和培养基的性质等多种因素有关,导致沉积物的δ15N变化范围增大。在这里δ13C可以可靠地指示该海域沉积有机质的来源,而δ15N变化范围较大且规律不明显,难以用作沉积有机质来源的指示。

中西太平洋人工集鱼装置下鲣鱼的碳氮稳定同位素组成初步分析

为了解中西太平洋人工集鱼装置下鲣鱼的稳定同位素特征,根据2013年2月至3月金枪鱼围网采集的鲣鱼样本,对其碳、氮稳定同位素组成（δ13C和δ15N）及碳氮比（C∶N）随叉长的分布进行了初步研究。结果显示,鲣鱼叉长范围为31.0-65.0 cm,平均值为（44.30±7.85）cm,优势叉长组为40.1-50.0 cm,占总体样本的45.12%。δ13C的平均值为（-15.94±0.59）‰,叉长对δ13C有显著性影响（F=10.92,P〈0.05）,各叉长组的δ13C均值相差较小,说明所有样本的初始饵料来源相似。δ15N的平均值为（17.50±1.81）‰,叉长对δ15N有显著性影响（F=16.72,P〈0.05）,且小型鲣鱼的δ15N明显大于大型同类,说明小型鲣鱼的营养位比大型同类高。C∶N的平均值为（3.06±0.05）‰,叉长对C∶N值均有显著性影响（F=4.21,P〈0.05）,各叉长组C∶N均值随叉长的增加而减小,说明鲣鱼的营养状况随叉长的增加而降低。

末次冰期以来南海北部下陆坡区沉积有机质地球化学特征及其意义

选取南海北部下陆坡-深海平原过渡带典型沉积柱状样,通过对其沉积有机质的整体有机地球化学特征进行表征,探讨了南海下陆坡-深海平原区沉积有机质在冰期/间冰期旋回中的赋存状态、来源变化以及与古气候环境之间的相应关系。结果表明,总有机碳(TOC)、总氮(TN)和有机质稳定碳同位素(δ13Corg)与冰期/间冰期旋回有明显的对应关系,冰期时对应高值,间冰期时对应低值;而有机质稳定氮同位素(δ15N)表现为全新世时其值偏低,末次冰消期其值偏高,与气候旋回没有相关性;C/N值和δ13Corg值都表明南海北部下陆坡沉积有机质来源是陆相和海相的混源,且在末次冰期/间冰期尺度上主要以海相来源为主。

长期不同施肥对茶园土壤碳氮磷构成的影响

从浙西茶区采集了34个茶园表层土壤,按施肥模式分为施用有机肥+化肥、单施化肥和不施肥等3组茶园,用化学分析方法研究了长期不同施肥下茶园土壤碳、氮、磷库的变化特点。结果表明,3组施肥模式之间的茶园土壤p H和有机碳含量差异不明显;单施化肥或有机肥+化肥的茶园土壤全磷、全氮和有效磷含量明显高于不施肥茶园;全磷与全碳的比例(P/C)和全氮与全碳的比例(N/C):化肥>有机肥+化肥>不施肥;施用有机肥+化肥土壤的有机质结合态磷比例明显高于单施化肥和不施肥土壤,单施化肥土壤的钙结合态磷的比例明显高于施有机肥+化肥和不施肥土壤,不施肥土壤的闭蓄态磷的比例高于施有机肥+化肥和单施化肥土壤;单施化肥土壤具有较高的NO3--N/NH4+-N比和无机氮含量;施用有机肥+化肥土壤有较高比例的颗粒态有机碳、活性有机碳和微生物生物量碳。基于19项分析指标应用主成分分析方法对研究的34个土壤进行聚类的结果也表明,土壤之间碳、氮、磷库组成的差异主要与施肥模式有关。施用有机肥+化肥的茶园土壤养分较为协调。