稳定同位素植物样品取样方法
1 植物水分利用效率的研究:
取样部位:叶片
测定指标:d
基本原理:d
d
式中,d
A= g×(Ca-Ci)/1.6
E= g×ΔW
WUE=A/E= (Ca-Ci)/1.6ΔW
式中,A和E分别为光合速率和蒸腾速率,g为气孔传导率,而ΔW为叶内外水气压之差。这样,d
WUE=
由于植物组织的碳是在一段时间(如整个生长期)内累积起来的,其d
注意事项:
² 阳生叶片;
² 光合活性强的叶片(避免新生和衰老叶片);
² 比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的d
前处理:尽可能立即烘干;测定前要粉碎过60-80目筛
难题:高大乔木取样;地理跨度很大或气候条件差异明显的地点间的比较
2 植物光合类型的判定
取样部位:叶片
测定指标:d
基本原理:植物光合作用是自然界产生碳同位素分馏的最重要过程。目前大气CO2 的d
注意事项:阳生叶片;光合活性强的叶片。
难题:对一些中间类型或CAM光合途径兼有的物种的判断比较困难
3 植被变迁
取样:植物叶片或植株、土壤、花粉粒、动植物化石等
测定指标:d
基本原理:不同光合类型植物的d
哺乳动物牙齿的釉质层,特别是食草动物的食物同位素组成比较规律和稳定,所以牙齿化石釉质的稳定同位素分析对于判断古气候变化非常有用。
注意事项:植物取样同上;土壤根据具体情况取不同深度的样品,浅表土壤尽量划分的细些,如0
前处理:植物样品处理同上;一般土壤样品需要研磨过80-100目筛,如果是碱性土壤需要酸化,即用过量的稀释HCl(2 mol/L)处理土壤样品24小时,以除去土壤中的碳酸盐。去除土壤中碳酸盐主要是因为土壤中的碳酸盐不仅容易受成岩作用影响,而且这些碳酸盐从形成起直到今天一直在与地层中的CO2气体反应,因此这种来源的同位素分析很难真正反映地质历史时期的气候状况。
难题:此方法只适于原始与现代植被类型间d
4 长期气候变化
取样:树木年轮、湖泊沉积物、动植物化石、石笋、冰芯等,时间尺度从几十年到几百万年
测定指标:d
基本原理:树轮是能提供各种环境气候信息的生命体, 树木在光合作用过程中吸收的CO2和H2O是树轮有机组成中C、H、O的唯一来源, 因而树轮C、H、O同位素组成应能反映树木生长时大气圈 (CO2) 和水圈 (H2O) 的同位素组成特点。同时, 光合作用过程也是一个受环境气候因子制约的同位素分馏过程,经过这一过程的树轮同位素组成, 也应记录有树轮生长时气候因子的信息。比如:树木年轮的d
前处理:提取年轮中的纤维素
难题:年轮的准确定年;树轮纤维素的硝化
5 植物氮素利用
取样部位:植物叶片、土壤
测定指标:d15N
基本原理:大气N2的d15N值接近0,而土壤N的d15N值在-6‰至16‰之间(参见补充材料1)。因此,主要通过固氮作用从大气中获得氮素的植物15N丰度应该接近0;而且通过计算也可以定量非固氮植物所利用的氮源的构成比例。
注意事项:光合活性强(避免新生和衰老叶片);土壤取样采集根系较集中的土层。
难题:土壤中氮转化过程同位素效应很大,且常常不同方向,因此造成土壤N的
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