青海湖流域具鳞水柏枝植物水分利用氢同位素示踪研究

具鳞水柏枝(Myricaria squamosa)是我国高寒地区广泛分布的优势河谷灌木, 具有维持河谷湿地系统稳定的功能。然而, 目前国内外有关具鳞水柏枝水分利用来源的定量研究很少。该文运用氢稳定同位素示踪方法, 分析了青海湖流域具鳞水柏枝茎(木质部)水和潜在水源(地下水、河水和土壤水)的氢稳定同位素比率(δD)的季节变化, 发现具鳞水柏枝在不同水文环境下的植物水分利用来源有明显差异。研究结果表明, 生长在河岸边的具鳞水柏枝在6、7月主要利用地下水与河水, 分别占其所利用水分的89%、86%和55%、65%, 8月主要利用0-20 cm土层的土壤水, 9月水源不详。生长在离河岸约100 m处的具鳞水柏枝在6月主要利用地下水与河水(91%、70%), 在7-9月以0-60 cm土层的土壤水为主要水源。这表明生长在河岸边的具鳞水柏枝对地下水和河水的依赖程度较高, 而距离河岸约100 m时对土壤水的利用量较多, 反映出生长在不同生境中的具鳞水柏枝对特定水分条件的特殊适应结果。     

基于氢氧同位素示踪的黄土区不同植被类型小流域降雨-径流分割

流域径流过程及其组分来源识别是水资源合理利用的前提。为明确植被类型对流域径流组分的影响与定量贡献,本研究以山西吉县蔡家川主沟流域及5个不同植被类型小流域为研究对象,监测2场典型降雨产流过程及其氢氧同位素时空变化特征,探讨小流域径流过程差异及其组分来源。结果表明：在中雨条件下,事件水对各个流域河道流量的贡献率为封禁森林(94.3%)>蔡家川主沟(83.1%)>农牧复合(64.3%)>人工-次生林(52.4%)>农地(0.3%)>次生林(0.0%);而在小雨条件下,人工-次生林(52.4%)>封禁森林(58.5%)>农地(40.6%)>次生林(15.8%)>农牧复合(12.5%)>蔡家川主沟(9.3%),次生林、封禁森林小流域事件水对径流贡献率大于人工林,次生林具有更强的径流调蓄能力。封禁森林、农牧复合流域在中雨强度条件下事件水的贡献率大于小雨强度条件,而农地、人工-次生林、次生林流域则相反。事件水对林地小流域径流贡献率大于农地小流域,可能与农地小流域沟口建有淤地坝有关。本研究结果可为晋西黄土区水源涵养和径流变化归因分析提供科学依...     

两种药用植物生长和水分利用效率对干旱胁迫的响应

以田间持水量的30%、50%和75%为3个水分处理梯度,研究了决明子和菘蓝2种药用植物在不同水分处理和生长阶段的生长特性,并对稳定碳同位素分辨率(Δ¹³C)和水分利用效率(WUE)特征及二者之间的关系进行了分析．结果表明：与田间持水量的50%和30%相比,决明子和菘蓝在田间持水量75%的条件下具有较高的生长指标,说明这2种植物在充足或适当的水分条件下具有较高的生产力.随干旱胁迫程度的增加,决明子和菘蓝地上生物量和总生物量的Δ¹³C均逐渐减小,而地上生物量和总生物量的WUE均逐渐增加.决明子和菘蓝在不同水分处理之间各指标差异较小,说明这2种药用植物对干旱胁迫反应不敏感．菘蓝WUE与地上生物量和总生物量均呈显著负相关,决明子WUE与根冠比呈显著正相关.     

东洞庭湖鱼类稳定同位素的季节变化

水位波动是影响湖泊、河流等水体生态系统功能的主要因子, 对湖泊沿岸带及水体与陆源间的物质和能量交换起着重要作用1, 因而也是湖泊生态恢复和生态管理中备受关注的重要问题之一。水位的变化可引起水体的理化性质及生活其中的生物种群结构发生变化, 从而导致食物网结构在高水位和低水位时期表现不同的差异。       

稳定同位素技术在土壤跳虫研究上的应用

稳定同位素技术的发展和应用是20世纪90年代生态学研究方法最重要的进步之一.许多生态学过程都伴随着同位素比率的变化,根据这些变化可以追踪生态系统的物质循环和能量流动.近年来,许多学者把稳定同位素技术引入到土壤生态学,主要用于研究土壤碳循环和土壤生物之间的营养关系,在很大程度上提升了对地下生态系统的理解.跳虫作为土壤动物群落的重要组分,它的食性和营养位置一直存在着许多不确定性.稳定同位素技术的应用,为确定跳虫的食物来源、营养位置和营养关系提供了一个强大的工具.本文综述了稳定同位素技术在跳虫食性和营养级研究上的应用,并指出了不足之处以及今后的发展方向.     

人工饵料对主养黄颡鱼和主养草鱼池塘沉降颗粒有机质贡献的同位素示踪

研究假定池塘中沉降颗粒有机质主要来自残饵、粪便和悬浮颗粒物三种的混合, 利用碳氮稳定性同位素示踪技术对主养草鱼（Ctenopharyngodon idellus）和主养黄颡鱼（Pelteobaggrus fulvidraco）池塘沉降颗粒中人为有机质（残饵）来源进行定量研究, 同时分析了不同主养模式池塘沉降颗粒中碳氮营养物质的变化特征。结果表明: 两种主养模式池塘沉降颗粒中总氮（Total nitrogen, TN）、总碳（Total carbon, TC）、总有机碳（Total organic carbon, TOC）以及总有机氮（Total organic nitrogen, TON）都呈现出从养殖初期到末期逐渐降低的趋势; 并且主养黄颡鱼池塘颗粒沉降物中TN、TC、TON和TOC含量均显著高于主养草鱼池塘。主养黄颡鱼池塘沉降颗粒有机质碳氮稳定性同位素（13C和15N）平均值分别为-25.3和6.2; 主养草鱼池塘沉降颗粒有机质13C和15N的平均值分别为-25.4和5.9。利用同位素混合模型计算出两种主养模式池塘沉降颗粒中人为有机质（残饵）贡献率分别为15.6%-35.4%（主养黄颡鱼池塘）和30.1%-70.1%（主养草鱼池塘）, 统计分析结果表明, 两种主养模式池塘从养殖初期到末期沉降颗粒中饵料贡献率均显著降低（主养黄颡鱼池塘: r=-0.537,P0.05; 主养草鱼池塘: r= -0.800, P0.01）。       

饥饿对南方鲇幼鱼游泳能力个体变异和重复性的影响

为考察肉食性鱼类有氧和无氧运动能力的种内个体变异、重复性及其对饥饿的响应, 研究以南方鲇（Silurus meridionalis Chen）幼鱼为实验对象, 在（250.5）℃条件下测定对照组（n=28）和饥饿组（n=29）的临界游泳速度（Critical swimming speed, Ucrit）、暴发游泳速度（Constant acceleration speed, Ucat）和固定流速耐受时间（Endurance）, 分析游泳能力的个体变异、稳定性及饥饿的影响。结果显示: （1）饥饿组的体重、体长和肥满度均分别显著下降了（15.100.86）%、（2.570.40）%和（7.941.59）%（P0.05）, 而对照组无明显变化; （2）对照组的Ucat和耐受时间无明显变化（P0.05）, 但Ucrit下降（6.632.25）%（P=0.031）, 而除耐受时间外饥饿组其Ucrit和Ucat分别显著下降了（26.002.76）%和（13.681.86）%（P0.001）, 并饥饿组Ucrit的下降比例显著大于其Ucat（P0.001）; （3）并且对照组三个指标的变异系数（Coefficient of variation, CV）变化方向和程度不尽相同, 饥饿组的Ucrit、Ucat和耐受时间的CV全部增加; （4）南方鲇幼鱼Ucrit和Ucat呈正相关且2周的饥饿并未改变此正相关。饥饿明显降低南方鲇幼鱼两种游泳能力并导致游泳能力的个体变异变大, 但没有改变该种鱼的有氧运动能力和无氧运动能力之间的内在正相关关系。研究表明无氧运动能力在环境改变后显得更为保守, 种内个体变异的变动可能有利于在相同自然选择压力下种内个体采取不同的捕食和避敌对策。       

基于氢氧稳定同位素示踪的侧柏与白榆水源对比

明晰常绿与落叶乔木的水分来源及竞争关系,可为区域生态恢复过程中树种的选择和种植方式提供理论依据。本研究以兰州市南山绿化工程区大洼山常绿乔木侧柏(Platycladus orientalis)和落叶乔木白榆(Ulmus pumila)为对象,测定其木质部及土壤和降水的氢氧稳定同位素比值,利用贝叶斯混合模型和相似性比例指数分析了侧柏和白榆对不同深度土层土壤水的利用特征。结果表明：除7月和10月外,深层(70～100 cm)土壤水是侧柏和白榆的主要水分来源,其贡献率分别为55.82%和58.90%;7月侧柏和白榆转为吸收浅层(0～20 cm)土壤水,贡献率均达90%以上;10月侧柏转为吸收中层(20～70 cm)土壤水,而白榆同时利用深层(70～100 cm)和中层(20～70 cm)土壤水。侧柏和白榆在整个生长季内除7月外,对水分的竞争不强烈,可在同一生境下同时种植。     

硫稳定同位素技术在生态学研究中的应用

随着人为SO₂释放的增加, 硫稳定同位素的动态已成为生物地球化学循环过程中研究的热点。该文对天然硫稳定同位素在大气自然过程中的硫来源分析及其在森林生态系统、农田生态系统和水域生态系统中的硫动态研究, 人为添加的硫稳定同位素在生态环境中的应用及硫稳定同位素技术在我国酸雨研究中的潜在贡献等进行了综述, 并从硫稳定同位素技术应用研究的范围、分析手段及源解析模型方面介绍了可能的发展方向。     

藻类富集重金属的特点及其应用展望

以藻类植物为主要对象的水体重金属修复已成为环境科学领域的研究热点.由于其特殊的细胞壁结构、较高的重金属富集能力、简便的解吸附方法等特点,藻类被认为是理想的生物吸附材料.文中简述了藻类适宜高富集重金属的结构及代谢特点,包括具有较高富集重金属能力的细胞壁功能基团、胞外产物、细胞内重金属螯合蛋白,以及生活藻类、死亡藻体及固定化处理后所表现出的高富集能力及简便的解吸附方法等,并对其用于污染水体修复的优缺点及应用趋势进行分析.