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中国环境科学 2020年第1期40卷 109-114页

作者：李颖慧闫雨龙胡冬梅徐扬王成李如梅曹靖原彭林华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室北京102206 华北电力大学可再生能源学院北京102206

采集太原市城北和城南区域环境空气和5类污染源挥发性有机物样品,测定样品中典型单环芳烃稳定氢同位素(δD)组成,基于同位素质量平衡原理计算单环芳烃从源到环境空气受体的δD初始混合值,探讨单环芳烃来源.结果表明,柴油挥发源、溶剂挥... 详细信息

采集太原市城北和城南区域环境空气和5类污染源挥发性有机物样品,测定样品中典型单环芳烃稳定氢同位素(δD)组成,基于同位素质量平衡原理计算单环芳烃从源到环境空气受体的δD初始混合值,探讨单环芳烃来源.结果表明,柴油挥发源、溶剂挥发源、汽油挥发源(97#)、汽油挥发源(95#)、机动车尾气(97#)、机动车尾气(95#)和民用燃煤源中单环芳烃δD范围依次为:(−138.7‰~−115.5‰)、(−147.0‰~−121.0‰)、(−150.8‰~−117.6‰)、(−131.8‰~−113.8‰)、(−171.2‰~−120.0‰)、(−138.9‰~−102.7‰)和(−168.3‰~−142.3‰),民用燃煤源中单环芳烃δD显著贫重氢同位素(D)组成,机动车尾气源与汽油挥发源中苯的δD相比显著贫D,可用于探索污染物转化过程;城北和城南环境空气中δD范围为(−131.7‰~−115.1‰)和(−131.9‰~−74.9‰),δD初始混合值为−138.4‰和−173.9‰,体现了其来源差异.

关键词：单环芳烃稳定氢同位素环境空气污染源同位素质量平衡方程

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海洋藻类生物标志物单体氢同位素与表层海水盐度关系研究进展与启示

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地球科学进展 2022年第4期37卷 392-406页

作者：贾佳源贺娟韦兵兵贾国东李丽同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

生物标志物稳定氢同位素组成包含了重要的环境信息,以长链烯酮、甲藻甾醇和中链脂肪酸为代表的生物标志物氢同位素δD值以及氢同位素分馏被越来越多地应用到古海洋盐度重建的工作中。近20年的研究表明,海洋藻类生物标志物δD值受到诸多... 详细信息

生物标志物稳定氢同位素组成包含了重要的环境信息,以长链烯酮、甲藻甾醇和中链脂肪酸为代表的生物标志物氢同位素δD值以及氢同位素分馏被越来越多地应用到古海洋盐度重建的工作中。近20年的研究表明,海洋藻类生物标志物δD值受到诸多因素控制,如盐度、种属、温度和光照等。重点介绍表层海水盐度对海洋藻类脂质δD值的影响,通过汇总培养实验以及实地研究中的藻类生标δD值与盐度的关系,以及已有的藻类生标δD值重建古盐度的应用,提出使用该方法重建古表层海水盐度时存在的问题和需要关注的重点。希望通过研究可以更好地理解藻类生标δD值的应用潜力,为生标单体氢同位素研究提供更准确详尽的信息。

关键词：生物标志物稳定氢同位素氢同位素分馏控制因素古表层海水盐度

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全新世东海浮游植物生产力和群落结构变化规律及控制机制研究

全新世东海浮游植物生产力和群落结构变化规律及控制机制研究

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作者：王子成中国海洋大学

学位级别：博士

边缘海具有较高的生产力和有机碳埋藏量，因此在全球碳循环中占重要的地位。东海是我国四个边缘海之一，是西太平洋和亚欧大陆的主要海陆交界区域，埋藏了大量的陆源碎屑物质和海洋自生物质，其生态环境既能受到高纬度东亚冬季风的调节... 详细信息

边缘海具有较高的生产力和有机碳埋藏量，因此在全球碳循环中占重要的地位。东海是我国四个边缘海之一，是西太平洋和亚欧大陆的主要海陆交界区域，埋藏了大量的陆源碎屑物质和海洋自生物质，其生态环境既能受到高纬度东亚冬季风的调节，又能受到低纬度厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等一系列气候变化的影响。此外，长江冲淡水，黄海沿岸流、东海上升流、冷涡以及黑潮使得东海海洋环境的演变复杂。因此东海的生态环境演化，既有全球性又有区域性特征。本文利用东海济州岛西南泥质区不同沉积物岩芯（B3-1A,F10C,F11A）的生物标志物指标，基于海源生物标志物含量可以反映浮游植物生产力，生物标志物比值可以反映浮游植物群落结构的前提，重建了东海全新世的浮游植物生产力和群落结构，结合菜子甾醇和甲藻甾醇的稳定氢同位素和已发表的东亚冬季风以及东海海洋环境因子演变的全新世记录，对东海全新世生态环境的演变规律及控制机制进行探讨。　　早全新世阶段（9-7ka）东海生产力较低，海平面在此阶段呈升高的趋势，尽管黑潮强度记录显示其强度较高，但低海平面限制了黄海暖流的形成和入侵，东海环流系统尚未形成，受此阶段北半球强的太阳辐射影响，海水表层温度较高，水体层化现象较强，海源有机质埋藏较低。菜子甾醇和甲藻甾醇的稳定氢同位素表明此阶段沿岸水系尚未影响研究海域，沉积物组成主要为再悬浮和再沉积，陆源有机质含量也较低，总有机质较低。TOC的δ13C偏负，陆源信号较强，总有机质中陆源有机质的比例相对较高。浮游植物群落结构中，硅藻和甲藻是相对优势的藻种，颗石藻生长受限于较低的盐度环境。　　7-4.6ka，随着海平面上升到现代海平面水平，黄海暖流出现并入侵东海，东海环流系统形成，上升流的出现使得水体层化现象减弱并为表层水体补充了营养盐，浮游植物生产力升高，硅藻和甲藻的生产力相当，海源有机质升高，TOC的δ13C变正。菜子甾醇和甲藻甾醇的稳定氢同位素显示沿岸水系影响了东海研究海域，黄河和长江的输运导致陆源有机质含量升高，总有机质升高，但在高海源有机质的影响下，BIT和TMBR’表明陆源有机质的比例较低。　　4.6-1ka，黑潮减弱，发生PME事件，但较强的冬季风依然增强了环流体系，促使了生产力持续升高。菜子甾醇和甲藻甾醇的稳定氢同位素也表明尽管黑潮强度变弱，但在较强的冬季风影响下，黄海暖流维持了较稳定的入侵，环流系统的持续存在使得水体层化现象较弱。岩芯F11A由于更靠近高盐的黄海暖流，其颗石藻生产力明显较高。稳定的环流系统表明河流对陆源有机质的持续输运，使得陆源有机质含量升高，但海源有机质升高的程度明显强于陆源有机质，因此BIT和TMBR’显示陆源有机质较低的比例。　　1ka后，海源生物标志物含量迅速升高，可能与成岩作用有关。此外，升高的生产力也可能是由于黑潮增强引起，增强的黑潮加强了环流和冷涡体系，使得水体层化现象最弱。人类活动的影响也会导致营养盐输入增加，导致较高的生产力和甲藻比例。菜子甾醇和甲藻甾醇升高的稳定氢同位素可能与环流的加强和老黄河口改道有关。陆源有机质含量升高，但海源有机质的升高程度明显强于陆源有机质，因此BIT和TMBR’显示了最低的陆源有机质比例及快速降低的趋势。

关键词：全新世边缘海浮游植物古生产力群落结构稳定氢同位素

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生物标志物稳定氢同位素研究进展及在海洋古环境重建中的应用

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地球科学进展 2012年第3期27卷 276-283页

作者：袁子能邢磊张海龙赵美训中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋有机地球化学研究所山东青岛266100

生物标志物稳定氢同位素是一种比较新的古环境指标,越来越多的研究者利用生物标志物稳定氢同位素重建了陆地和海洋中古水循环的变化。在陆地上,生物标志物δD值可以用来重建降雨δD值、古海拔以及蒸散作用大小或者湖泊水的输入输出平衡... 详细信息

生物标志物稳定氢同位素是一种比较新的古环境指标,越来越多的研究者利用生物标志物稳定氢同位素重建了陆地和海洋中古水循环的变化。在陆地上,生物标志物δD值可以用来重建降雨δD值、古海拔以及蒸散作用大小或者湖泊水的输入输出平衡。在海洋中,生物标志物δD值的变化能更好地反映与其相关的生物和环境信息。培养实验以及现场数据显示生物标志物δD值能很好地反映表层海水δD值以及表层海水盐度的变化。许多研究者也利用海洋中生物标志物δD值重建了长时间尺度降雨量以及表层海水盐度的变化。对近年来生物标志物稳定氢同位素的研究进展,尤其是在海洋古环境重建中的应用进行了总结。

关键词：稳定氢同位素 δD值生物标志物古环境重建

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基于稳定同位素和热扩散技术的张北杨树水分关系差异

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应用生态学报 2017年第7期28卷 2111-2118页

作者：苗博孟平张劲松何方杰孙守家中国林业科学研究院林业研究所/国家林业局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

利用稳定氢同位素和热扩散技术研究张北防护林杨树的水分来源和蒸腾耗水,分析确定未退化与退化杨树的水分关系差异.结果表明:在生长季节中退化杨树主要利用0~30 cm土壤水分,未退化杨树主要利用30~80 cm土壤水分,两者的水分来源不同.旱季... 详细信息

利用稳定氢同位素和热扩散技术研究张北防护林杨树的水分来源和蒸腾耗水,分析确定未退化与退化杨树的水分关系差异.结果表明:在生长季节中退化杨树主要利用0~30 cm土壤水分,未退化杨树主要利用30~80 cm土壤水分,两者的水分来源不同.旱季时,未退化杨树利用深层土壤水分和地下水的比例明显高于退化杨树.雨季中,杨树对0~30 cm土壤水分的利用比例增加,退化杨树增加幅度明显高于未退化杨树,对30~180 cm土壤水分的利用比例均减少.未退化杨树的液流速率大于退化杨树,不同天气中液流速率表现出相似的变化趋势,但未退化杨树液流的启动时间比退化杨树早.相关分析表明,未退化和退化杨树液流速率与土壤温度、风速、太阳辐射、相对湿度、空气温度均呈极显著的相关关系.退化杨树液流速率与土壤温度和空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素呈显著正相关,而未退化杨树仅与空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素均呈显著正相关关系,表明退化和未退化杨树蒸腾耗水易受环境条件的影响.退化杨树液流日累计量明显小于未退化杨树,表明其蒸腾耗水量较少;退化杨树水分来源浅,蒸腾耗水的减少并不能阻止林分退化.

关键词：杨树稳定氢同位素水分来源液流林分退化

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2014年浑善达克沙地黄柳生长季水分来源同位素示踪研究

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干旱区研究 2017年第2期34卷 350-355页

作者：菅晶贾德彬郭少峰钱龙娇内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种。通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型Iso S... 详细信息

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种。通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型Iso Source,计算了黄柳对各潜在水源的利用比例。结果表明:在5月黄柳80%以上利用120~160 cm土壤水和地下水;6月主要吸收0~40 cm土壤水;7月主要吸收120~160 cm土壤水;8月以地下水为主要水源,利用率为82%。这表明生长在不同季节的黄柳对于各潜在水源的利用有特定的适应结果,同时也说明荒漠灌木可以通过自身的调节朝着最优的方向发展,实现最大限度的水分利用。

关键词：黄柳(Salix gordejevii) 稳定氢同位素 Iso Source模型水分来源

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湖泊沉积物中生物分子标志物稳定氢同位素在古气候变化研究中的应用

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第四纪研究 2010年第6期30卷 1209-1217页

作者：侯居峙中国科学院青藏高原研究所北京100085

湖泊沉积物中包含有丰富的气候变化信息,其中生物分子标志物稳定氢同位素作为优良的气候变化代用指标已经得到广泛应用。由于湿润地区和干旱地区湖泊的蒸发作用和水文条件不同,用来重建所得的降水稳定同位素变化所指示的气候意义也不相... 详细信息

湖泊沉积物中包含有丰富的气候变化信息,其中生物分子标志物稳定氢同位素作为优良的气候变化代用指标已经得到广泛应用。由于湿润地区和干旱地区湖泊的蒸发作用和水文条件不同,用来重建所得的降水稳定同位素变化所指示的气候意义也不相同。文章介绍作者过去几年内在湿润地区和干旱地区所进行的探索,并探讨这些生物分子标志物同位素变化所代表的气候指示意义。在湿润地区,主要由水生植物产生的C_(22)脂肪酸可以很好地记录湖水同位素变化和降水同位素变化,而后者又与采样地点的地表气温变化一致,因此C_(22)脂肪酸的稳定氢同位素在湿润地区可以作为温度代用指标。在干旱地区,湖水受强烈的蒸发作用影响,由水生生物产生的生物分子标志物氢同位素不能反映降水同位素变化,而在湖泊沉积物保存的、由陆生植物产生的叶蜡化合物可以很好地记录降水同位素变化。最后介绍了在湿润地区的湖泊中应用C_(22)脂肪酸稳定氢同位素成功重建北美洲东北部地区晚更新世到早全新世气候变化,并讨论其变化机制。

关键词：生物分子标志物稳定氢同位素湖泊沉积物气候变化

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不同深度土壤水分对黄淮海封丘地区小麦的贡献

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土壤学报 2012年第4期49卷 655-664页

作者：张丛志张佳宝张辉封丘农田生态系统国家试验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)南京210008 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014

作物水源是土壤—植物—大气连续体(Soil Plant Atmosphere Continuum,SPAC)中水分循环及节水农业的重要研究方面。传统方法很难确定不同水源对作物的贡献。本研究通过封丘地区冬小麦田间试验和稳定性氢氧同位素技术,建立了线性混合模... 详细信息

作物水源是土壤—植物—大气连续体(Soil Plant Atmosphere Continuum,SPAC)中水分循环及节水农业的重要研究方面。传统方法很难确定不同水源对作物的贡献。本研究通过封丘地区冬小麦田间试验和稳定性氢氧同位素技术,建立了线性混合模型和δD-δ18O曲线的耦合模型,并采用该耦合模型计算了各水源对各生育期冬小麦的贡献。结果表明:各水源对冬小麦的贡献随着生育期的变化而变化。分蘖、返青和拔节期冬小麦的主要水源为表层土壤水,且对各层土壤水分的利用随着深度的增加而减少;在孕穗期,冬小麦对80 cm处土壤水利用最多;开花期80和180 cm处土壤水是冬小麦的重要水源;乳熟期40和80 cm土壤水分分别贡献了47.5%和39.5%。地下水在孕穗期和开花期对冬小麦的贡献较大,分别为9.0%和16.4%。

关键词：水源冬小麦稳定氢同位素稳定氧同位素耦合模型

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利用稳定氢氧同位素定量区分白刺水分来源的方法比较

利用稳定氢氧同位素定量区分白刺水分来源的方法比较

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作者：巩国丽河北师范大学

学位级别：硕士

水的变化会影响植物的分布,因为任何一种植物都需要水来支撑它的生长。在缺水严重的地区,水会成为限制植物生长的关键因子。不同生活型的植物有不同的水分利用来源,当某一地区植物利用的水源减少时,该地区植物的分布范围也必然会减少。... 详细信息

水的变化会影响植物的分布,因为任何一种植物都需要水来支撑它的生长。在缺水严重的地区,水会成为限制植物生长的关键因子。不同生活型的植物有不同的水分利用来源,当某一地区植物利用的水源减少时,该地区植物的分布范围也必然会减少。所以对植物水源的研究有助于在全球变化的大背景下了解植物的时空分布格局。在同位素质量守恒的前提下,利用稳定氢氧同位素可以确定植物的水分来源,其方法也得到不断改进。本文利用二源或三源线性混合模型、多源线性混合模型、吸水深度模型以及动态模型分别对格尔木白刺水分来源进行了研究,并比较了各个模型的优缺点。结果表明:格尔木白刺主要吸收利用50-100cm处的土壤水及地下水,其中更倾向于吸收70-100cm处的土壤水,平均吸收的土壤水深度在60-95cm之间。各模型都有自己的应用范围和局限:三源线性混合模型只能在植物吸收的水分来源不超过三个的情况下运行,且三个来源水中的δD、δ18O值必须有明显差异。一旦植物吸水来源超过三个,则可以简化来源,去掉对植物茎木质部水分中的同位素值贡献率最小的那几个来源,直至来源只剩三个,或者是合并来源以简化分析,直至来源合并成三个,由此来估算来源水对茎木质水分中同位素的贡献率。多源线性混合模型弥补了三源线性混合模型的不足,可以同时比较十种来源水中哪种来源水对白刺的贡献率最大以及各来源水对白刺的贡献范围。吸水深度模型则弥补了混合模型中不能计算白刺对土壤水的平均吸水深度的缺陷。但是吸水深度模型也仅限于计算白刺对土壤水的吸收情况,而没有考虑到除土壤水之外的来源水对白刺的影响。多源线性混合模型及吸水深度模型都可以单独利用氢（氧）同位素的值来进行计算,由于氢同位素的值更容易受到外界影响而分馏,所以本文中用氧同位素的值计算显示的结果应该更为可信。动态模型利用时有很高的局限性,经常需要做控制实验来应用此模型。本文由于降水时间、降水量等原因而最终没能应用此模型。但利用控制实验等对动态模型的应用必然对未来降水格局变化后植物的时空分布的影响研究起很大作用。基于稳定氢氧同位素技术对植物水源的可量化,同位素技术会得到更广泛的应用。但是,利用稳定氢氧同位素技术来确定植物水分来源方面还存在一些不足,需要结合测定土水势、富氘水的示踪等方法来弥补。

关键词：稳定氢同位素稳定氧同位素植物水分来源模型

来源：评论

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紅尾伯勞的遷移模式

紅尾伯勞的遷移模式

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作者：陳惠玲屏東科技大學

学位级别：碩士

本研究分析2005年9~12月屏东科技大学红尾伯劳的羽毛稳定氢同位素比值（δD），以探讨红尾伯劳的时空迁移模式，并观察渡冬鸟於隔年3~5月离开校园的时间与隔年秋季返回的时间及返回率。研究发现，系放的70只红尾伯劳，有24.3%的个体之... 详细信息

本研究分析2005年9~12月屏东科技大学红尾伯劳的羽毛稳定氢同位素比值（δD），以探讨红尾伯劳的时空迁移模式，并观察渡冬鸟於隔年3~5月离开校园的时间与隔年秋季返回的时间及返回率。研究发现，系放的70只红尾伯劳，有24.3%的个体之尾羽仍在换羽。渡冬鸟（n=31）隔年秋季返回率为54.8%，过境鸟（n=16）的返回率为31.3%。由确定在繁殖地换完羽才迁移的个体（n=31）的羽毛δD值显示，过境校园的红尾伯劳，其羽毛δD值均值明显低於渡冬鸟，换言之，与渡冬鸟相较之下，过境鸟来自较北边的繁殖地，所以迁移距离较长，且越过本校往更南边渡冬，因此推测红尾伯劳是以蛙跳迁移模式进行秋季迁移。此外，过境鸟的羽毛δD值与过境日期有显着的正相关（r2=0.33, p=0.013），显示愈北边繁殖的过境鸟在秋季有愈早过境本校的现象。

关键词：紅尾伯勞遷移穩定氫同位素

来源：评论

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