CO2浓度升高对植物-土壤系统地下部分碳流通的影响

目前 ,由于化石燃料的燃烧和土地利用的改变 ,每年释放到大气中的碳大约有 7Ｇｔ[2 4 ] ,其中 ,有 3Ｇｔ留在大气中 ,2Ｇｔ被固定在深海中 ,另 2Ｇｔ被植物固定在生态系统中[19,4 8] ,事实上 ,陆地生态系统中的碳大部分都贮存在土壤中[4 4 ] ,所以植物与土壤之间的碳流通对全球碳循环极为重要。大气ＣＯ2 浓度升高有可能通过生态系统中的各种生理过程来改变植物 -土壤系统中碳通量的变化 ,使输入土壤的碳量增加 ,另一方面 ,地下部分碳通量的增加使土体成为一个潜在的碳汇 ,有可能缓解大气中ＣＯ2 浓度的升高。但有关高ＣＯ2 对地下部分植物…     

新疆阿勒泰地区近440年来大气δ13C变化

化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气中CO₂浓度的大幅度增加,同时由于Suess效应,大气CO₂中的δ¹³C在不断地下降。植物中δ¹³C的变化是大气CO₂浓度和同位素比值变化的敏感指示器。文中利用树木年轮δ¹³C序列和植物碳同位素分馏模型,尝试恢复了新疆阿勒泰地区近440年来大气δ¹³C的变化。结果表明,1850年之前,从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C相对恒定在-6.60‰(R²=0.052),而1850年之后,该大气δ¹³C明显降低(R²=0.65),平均约为-7.04‰,平均年降低0.0084‰。这一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气δ¹³C,1850年～1981年冰芯大气δ¹³C平均年降低约0.00657‰这可能与从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C有更高的分辨率及树木生长点大气δ¹³C不同于全球大气δ¹³C值有关。     

大气CO2增加对土壤脲酶、磷酸酶活性的影响

1　引　　言自 19世纪 70年代工业化革命以来 ,由于化石燃料燃烧、林草地开垦农用等已引起ＣＯ2 大气排放的不断增加 ,可能使未来的 5 0～ 10 0年内 ,全球大气ＣＯ2 将增加 1倍左右 .许多研究证明 ,大气ＣＯ2 增加可提高植物生长代谢水平[1,8] .其结果是植物代谢分泌物的种类和数量发生变化 ,由植物光合作用强度或速率变化引起的植物枯枝落叶质量也会改变 ,二者均可能在经泌入土壤或凋落进入土壤分解后 ,对植物着生的土壤环境产生直接或间接的影响 .植物对大气ＣＯ2 增加的响应途径还有根圈微生物种群 (植物根圈大量活性Ｃ组分将直接作为微…     

湿地土壤CO2通量研究进展

近年来 ,全球气候变化研究成为公众和科学界关注的热点之一 ,ＣＯ2 作为一种重要的温室气体 ,其源、汇及通量的研究得到格外重视。土壤作为一个巨大的碳库 (1 394× 10 18ｇＣ[15] ,是大气ＣＯ2 的重要的源或汇 ,其通量 (约 6 8± 4× 10 15ｇＣ·年 - 1)如此巨大 (燃料燃烧每年释放约 5 2× 10 15ｇＣ) [7,2 6 ] ,使得即使轻微的变化也会引起大气中的ＣＯ2 浓度的明显变化。精确测定各生态系统的土壤ＣＯ2 通量及其对全球变化的响应情况是十分重要的。土壤ＣＯ2 通量表现为土壤呼吸 ,这一术语初始的含义为一定时间内单位面积放出ＣＯ2 的…     

生态转换系统中土壤有机质变化的稳定碳同位素示踪研究进展

由于气候变异、人类活动等因素影响 ,全球各生态系统间短期内正经历着前所未有的区域性转变 ,由此导致的一系列生态环境问题如区域气候变迁、荒漠化、水土流失等广受关注[2 ] ,而其中土壤有机质的变化起着极为关键的作用。据估计 ,地表土壤层中有机碳的总量为大气的 2～ 4倍 ,土壤有机质的变化对大气ＣＯ2 浓度的影响甚大[15] ;同时 ,土壤有机质又是维护土壤结构 ,保持土壤肥力的重要组成部分。因此 ,生态系统的转变对土壤有机质产生的影响为各国科学家所重视。尽管稳定碳同位素是示踪有机质变化过程最有效的手段之一 ,并且Ｎｉｓ ｓｅｎｂ…     

CO2浓度升高条件下长白赤松幼苗种植密度对净光合速率的影响

1　引　　言自 19世纪 70年代工业革命以来 ,由于人类活动的影响 ,大气ＣＯ2 浓度不断升高 ,已由工业革命前的 2 80 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1增至目前的 35 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1.据预测 ,到 2 0 5 0年将比工业革命前增加 1倍 ,到本世纪末将增加到 70 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1左右[4 ,12 ,18] .大气ＣＯ2 浓度升高引起的温室效应对生物过程的影响 ,无疑是研究全球变化对陆地生态系统影响的基本问题 .目前 ,这方面的研究已成为国内外学者普遍关注的一个热点[2 ,3 ,5,6,9,17] .生态系统中的生物因子不是孤立存在的 ,每个有机体既处于无机环境之中 ,同…     

中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力

1　前　言在引起全球温室效应的痕量气体中 ,尤以含Ｃ气体的作用最为显著。ＣＯ2 和ＣＨ4两种含碳气体的贡献将达到 75 %[1] 。而且 ,在大气中这两种气体的浓度正在不断增加[2 ] 。为了弄清大气中这些含碳痕量气体的来源和归宿 ,首先应该搞清楚全球主要碳库的现有贮量及其潜力。森林是全球陆地生态系统中的最大有机碳库 ,它贮有1 1 4 6ＰｇＣ ,占整个陆地碳库的 5 6%[3] 。而且更重要的是森林生态系统具有较高的碳贮存密度(ｃａｒｂｏｎｄｅｎｓｉｔｙ ,即与别的土地利用方式相比 ,单位面积内可以贮存更多量的有机碳 )。据研究 ,森林生态系…     

苯并（a）芘对大弹涂鱼肝脏过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢酶 (ＣＡＴ)是生物体内一种含巯基 ( -ＳＨ)的抗氧化酶 ,可与谷胱甘肽过氧化物酶一起 ,清除超氧化物歧化酶歧化超氧阴离子自由基(Ｏ2 - )产生的过氧化氢 (Ｈ2 Ｏ2 ) ,进而阻断可产生活性极高的羟自由基 (ＯＨ)的Ｈａｂｅｒ Ｗｅｉｓｓ反应 :Ｍ Ｏ2 - Ｈ2 Ｏ2 →Ｍ2 ＯＨ ＯＨ Ｏ2 (Ｍ 为金属离子 ) ,因而在生物体的抗氧化防御系统中占有重要地位[1 2 ] 。研究表明 ,包括ＣＡＴ在内的抗氧化防御系统的成分可由于氧化污染的胁迫而发生改变 ,尝试以这些抗氧化防御系统成分的变化作为氧化胁迫的生物指标的研究正在成为毒理学研究的…     

DOPE、DOPC对重组去脂肌质网Ca~(2+)-ATPase活力和构象的影响

经磷脂酶Ａ２ 去脂的肌质网Ｃａ２ ＋ － ＡＴＰａｓｅ 重组于不同比例的二油酰磷脂酰胆碱（Ｄｉｏｌｅｏｙｌｐｈｏｐｈａｔｉｄｙｌｃｈｏｌｉｎｅ,ＤＯＰＣ） 和二油酰磷脂酰乙醇胺（Ｄｉｏｌｅｏｙｌｐｈｏｐｈａｔｉｄｙｌｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ,ＤＯＰＥ） 形成脂酶体,研究了不同磷脂环境中Ｃａ２ ＋ － ＡＴＰａｓｅ 的ＡＴＰ 水解和Ｃａ２ ＋ 转运活力。结果表明,ＤＯＰＣ 和ＤＯＰＥ 分别有利于ＡＴＰ 水解和Ｃａ２ ＋ 的转运,ＤＯＰＥ 可以增强Ｃａ２ ＋ － ＡＴＰａｓｅ 的ＡＴＰ水解和Ｃａ２ ＋ 转运之间的偶联效率。利用内源荧光、荧光淬灭及Ｆｏｒｓｔｅｒ 能量转移原理测定Ｃａ２ ＋ －ＡＴＰａｓｅ 相应的构象变化, 发现随着ＤＯＰＥ／ ＤＯＰＣ 比例的改变使Ｃａ２ ＋ － ＡＴＰａｓｅ 构象发生相应的变化。     

鄱阳湖水环境要素与叶绿素—a的灰关联模型｛GM（1，n）｝

运用灰色系统理论对淡水湖泊鄱阳湖中叶绿素 -ａ与理化因子的关系进行研究 ,用灰关联理论研究理化因子对叶绿素 -ａ数量变动影响的排列顺序 ,确定有效因子 ;利用有效因子进一步采用灰色模型[1 ,2 ] 对叶绿素 -ａ数量变动进行建模研究。1　材料与方法1 .1　样品的采集与分析方法　所有数据如表 1所示。采样地理位置、采样时间、采样方式和数据的分析方法见参考文献 [3]。1 .2　灰关联分析　以叶绿素 -ａ(Ｃｈｌ. -ａ ,ｍｇ .ｍ- 3)为母序列 {ＸＯ(ｔ) },以湖水的温度Ｔ、水位、蒸发量、总磷ＴＰ、总氮ＴＮ、氨盐ＮＨ4-Ｎ、亚硝酸盐ＮＯ2 -Ｎ…     

Experimental Evidence for the Isotope Effect in Photorespiration

Recent data on carbon isotope fractionation in photosynthesis are reviewed. Analysis of the carbon isotope composition in photosynthates and derivative products supports the hypothesis of the isotope effect in photorespiration. This hypothesis envisages the existence in a photosynthesizing cell of two carbon flows differing in isotope composition. One of these flows is enriched in ¹²C and associated with the assimilation pathway of photosynthesis. The other flow enriched in ¹³C circulates in the photorespiratory pathway. The relation between stimulated photorespiration and the carbon isotope composition of biomass supports this view. Our hypothesis of two interrelated isotope effects in photosynthesis leads to the conclusion that photosynthesis and photorespiration are coupled processes subject to periodical oscillations, where Rubisco acts as a main switch regulating these two pathways.     

稳定同位素技术在个体溯源中的应用

个体身份确认是自然灾害、空难、爆炸、火灾、交通事故等事（案）件处置中的一项重要工作。利用稳定同位素分布的地域差异性对个体进行溯源，可以为个体身份确认提供重要信息。本文简要介绍了稳定同位素技术原理，系统阐述了用于个体溯源的元素类型和不同人体组织中稳定同位素蕴含的特征信息，并对该技术在个体溯源中的应用现状、存在问题以及未来发展进行了分析和展望。     

Isotope variability of particulate organic matter at the PN section in the East China Sea

The source of particulate organic matter at the PN section in the East China Sea has been evaluated using stable carbon and nitrogen isotopes. The results showed that the ¹³C and ¹⁵N compositions varied from –19 to –31 and 0.7–9.5 respectively, and the isotope compositions were statistically distinct, enabling, by use of a simple components mixing equations, assessment of the ability of each tracer to estimate the terrestrial, Kuroshio Water, marine and remineralized sources' contributions. The dominance of terrestrial inputs of the Changjiang could be observed 250 km far from the river mouth in the East China Sea. In the shelf water column, the remineralization of biogenic organic matter becomes an important source except for the terrigenous and marine sources. The estimation of sources recorded by ¹³C data was partly confirmed by equivalent ¹⁵N and C/N compositions that reflected greater control by organic matter diagenesis and biological processing. However, the lighter contribution of ¹³C data of the Kuroshio samples also indicates the alteration of the isotope values by microbial or other processes. The net export flux of POC in the PN section is estimated to be 4.1 kmol C/s and the annual export is 129 Gmol C/yr, which is account for 20% of the East China Sea.     

鸟类组织稳定同位素分析样品的预处理方法

稳定同位素分析样品在进行同位素质谱分析之前需要适当的处理,然而如何处理尚未形成统一的标准。本文结合鸟类组织稳定同位素分析样品的测试流程,介绍了鸟类学研究领域稳定同位素技术应用中涉及的分析样品解冻清洗、干燥、分离纯化、研磨和储存等前处理方法,并对不同组织常用的处理方法及分析样品测定中有待解决的问题展开了讨论。旨在抛砖引玉,为利用稳定同位素技术开展鸟类学方面的研究提供科学参考和技术支持。     

同位素稀释法在绝对定量蛋白质组中的研究进展

绝对定量蛋白质组是指基于蛋白质组学方法对细胞、组织或体液中的蛋白质进行绝对量或浓度测定．目前,常用的绝对定量方法主要有基于同位素稀释法的蛋白质组学绝对定量方法和基于质谱数据统计分析的非标记方法．基于同位素稀释法的绝对定量方法是用已知量的同位素标记物对与其混合的样本蛋白质浓度进行测定．常见的同位素标记物包括：由AQUA法、QconCAT法产生的特异性水解肽段,由PSAQ法、Absolute SILAC法产生的标记蛋白和由PrESTs-SILAC法产生的蛋白抗原表位标签．由于同位素稀释法可以对蛋白质进行准确和精确定量,对于临床疾病的诊断和治疗具有明显的现实意义．本文对同位素稀释法在绝对定量蛋白质组中的研究进展及其优缺点和最新应用进行了评述．     

定量蛋白质组同位素标记技术及应用

定量蛋白质组学是对蛋白质组进行精确的定量和鉴定的学科,突破了传统蛋白质组研究集中于对蛋白质的分离和鉴定,着重于定性定量解析细胞蛋白质的动态变化信息,更真实地反映了细胞功能、过程机制等综合信息。以同位素为内标的质谱分析新技术的提出,显示出可同时自动鉴定和精确定量的能力,代表了目前定量蛋白质组研究的主要发展方向。对近年来定量蛋白质组学同位素标记技术和应用研究所取得的重要进展以及最新的发展动态进行了综述。     

Significant Difference in Hydrogen Isotope Composition Between Xylem and Tissue Water in Populus Euphratica

Deuterium depletions between stem water and source water have been observed in coastal halophyte plants and in multiple species under greenhouse conditions. However, the location(s) of the isotope fractionation is not clear yet and it is uncertain whether deuterium fractionation appears in other natural environments. In this study, through two extensive field campaigns utilizing a common dryland riparian tree species Populus euphratica Oliv., we showed that no significant δ¹⁸O differences were found between water source and various plant components, in accord with previous studies. We also found that no deuterium fractionation occurred during P. euphratica water uptake by comparing the deuterium composition (δD) of groundwater and xylem sap. However, remarkable δD differences (up to 26.4‰) between xylem sap and twig water, root water and core water provided direct evidence that deuterium fractionation occurred between xylem sap and root or stem tissue water. This study indicates that deuterium fractionation could be a common phenomenon in drylands, which has important implications in plant water source identification, palaeoclimate reconstruction based on wood cellulose and evapotranspiration partitioning using δD of stem water.     

Isotope effects associated with the anaerobic oxidation of sulfite and thiosulfate by the photosynthetic bacterium, Chromatium vinosum

Abstract The purple photosynthetic bacterium Chromatium vinosum , strain D, catalyzes several oxidations of reduced sulfur compounds under anaerobic conditions in the light: e.g., sulfide → sulfur → sulfate, sulfite → sulfate, and thiosulfate → sulfur + sulfate. Here it is shown that no sulfur isotope effect is associated with the last of these processes; isotopic compositions of the sulfur and sulfate produced can differ, however, if the sulfane and sulfonate positions within the thiosulfate have different isotopic compositions. In the second process, an observed change from an inverse to a normal isotope effect during oxidation of sulfite may indicate the operation of 2 enzymatic pathways. In contrast to heterotrophic anaerobic reduction of oxidized sulfur compounds, anaerobic oxidations of inorganic sulfur compounds by photosynthetic bacteria are characterized by relatively small isotope effects.     

Sr Isotope Tracing of Differences in the Effects of Microorganisms on Weathering of Calcite and Apatite

To study differences in the effects of microorganisms on weathering of calcite and apatite, one strain of Aspergillus niger (A. niger) and one strain of Penicillium glaucum (P. glaucum), which respectively contain the mixture of calcite and apatite were cultivated for 24 days in the sucrose-potato culture medium, supernatant was taken every three days from the culture medium, followed by the determination of Ca²⁺ and Sr²⁺ contents and Sr isotopic ratios. The results of measurement showed that the Sr isotope ratios in the supernatant from the culture medium are intermediate between those of the end-member constituents calcite and apatite (0.70721-0.70861). Results of isotope mixing equations to calculation showed that in the first 15 days A. niger played a dominant role in weathering of calcite in the apatite/calcite mixture. The contribution rate of apatite for Ca²⁺ in the solution increased from 39.0% on the 18th day to 61.6% on the 24th day; P. glaucum played a key role in weathering of apatite in the first 3 days. Ions dissolved from apatite account for 73.9% of the total. It is known from the results of Sr isotope tracing that in the prior period of fungus cultivation A. niger plays a key role in weathering of calcite while P. glaucum plays a key role in weathering of apatite. The ability of P. glaucum to weather calcite tends to intensify progressively over time. Therefore, Sr isotope tracing can be used to accurately recognize differences in the effects of microorganisms on weathering of minerals.