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[期刊] 渔业科学进展
[作者]
赵永松 单秀娟 杨涛 金显仕 韦超
水生生态系统食物网具有错综复杂的营养关系。稳定同位素技术的发展对了解生物间的摄食关系和食物网结构发挥着极为重要的作用。其中，稳定同位素混合模型(stable isotope mixing models， SIMMs)近年来的迅猛发展为进一步解决水生食物网的复杂性问题提供了有力的手段，尤其是在确定食物来源贡献和构建营养生态位方面。在本研究中，作者综述了稳定同位素模型的发展历程、主要模型的特点以及运行这类模型的条件；同时，对稳定同位素混合模型在水生生态系统食物网领域中的应用前景与局限性进行了总结与展望，以期为相关研究者提供参考。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
曹加杰 阮宏华
水域是一种特殊的、独立的、复杂的生态系统,是地球表面最有价值和生产力最高的生态系统。水生生态系统的生态价值、经济价值和社会价值对人类的生存和发展具有不可替代的作用。以水生植物为研究对象,简要概述了水生植物在水生生态系统中的作用及其在水生生态系统恢复中的相关研究,并以此为基础指出现阶段水生态系统恢复中存在的问题,给出了一些改进的方法,提出了今后相关的研究方向:筛选培育优良品种、建设推广示范工程、水生植物资源化综合利用等,为我国水生生态恢复研究提供了一些理论支持与技术依据。
关键词：
水生植物 水生态系统 生态恢复 综述
[期刊] 水产学报
[作者]
朱文涛 秦传新 马鸿梅 席世改 左涛 潘莞倪 黎小国
为了阐明大亚湾珊瑚礁生态系统的食物网结构，本研究应用碳、氮稳定同位素技术测定了大亚湾珊瑚礁区样品的δ~(13)C和δ~(15)N值，计算主要消费者营养级并绘制连续营养谱，构建了大亚湾珊瑚礁的营养结构。结果显示，大亚湾珊瑚礁生态系统食物网 δ~(13)C值范围为-23.22‰～ -10.76‰，平均值为（-16.47±2.89）‰；δ~(15)N 值的范围为4.32‰～15.82‰，平均值为（11.46 ± 2.37）‰。各潜在食源和消费者的碳、氮同位素比值之间均有显著性差异（P＜0.05）。根据δ~(15)N 值的计算显示大亚湾珊瑚礁区主要生物种类的营养级范围是1.70～3.64，其中腹足类、双壳类和鱼类的营养级分别为1.84～2.68、1.70～2.49、2.45～3.64。大型底栖动物的碳氮同位素比值在季节之间无显著性差异。利用SIBER模型计算了6个量化指标，平均营养级多样性（CD）在各季节变化较小，摄食来源多样性水平（CR）、营养级长度（NR）、生态空间利用程度 （SEAc）均在春季最高；种聚集度密度参数（MNND）和物种聚集度均匀度参数（SDNND）均在冬季最低。研究表明，不同来源的有机物对大亚湾珊瑚礁食物网的贡献各不相同，其中浮游植物和藻类是大亚湾珊瑚礁中重要的初级生产者和驱动食物网的重要碳源。部分消费者摄食共同的饵料生物，存在生态位重叠现象。各消费者类群具有不同的营养位置，头足类的平均营养级最高，其次是鱼类、双壳类，主要与其食性相关。大亚湾珊瑚礁生态系统中的主要消费者呈现两端营养级生物种类少、中间层次种类较多的营养层次分布。大亚湾珊瑚礁底栖群落的碳氮稳定同位素无显著季节性差异，可能与珊瑚礁生态系统的特点和底栖动物的个体大小有关。底栖动物群落总体上具有相对较为稳定的营养多样性水平和食物网，其中在春季种群内营养层级差别较大、竞争较激烈，在冬季的群落营养冗余性最高。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
单秀娟 李苗 王伟继
环境DNA(environmental DNA,e DNA)是指从生物体皮肤、粘液、唾液、精子、分泌物、卵、粪便、尿液、血液、根、叶、果实、花粉和腐烂体等释放出来的普遍存在的游离的DNA分子。环境DNA技术是指从环境样品(土壤、沉积物和水体等)中直接提取DNA片段后利用测序技术进行定性或定量分析的方法。近年来随着分子生物学的发展,环境DNA技术已经成为了一种新的水生生物调查方法,其主要被用来进行生物入侵的防治、濒危物种的保护、生物多样性的评价以及生物量的评估等。本文综述了环境DNA技术的发展历程、操作流程
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张丽娟 张冬有 张思冲 张敏 叶华香
该文以大庆城市湿地北二十里泡为例,研究生活污水污染泡沼重金属分布及转移规律,为进行湿地环境影响评价和治理湿地水生生态系统重金属污染提供理论依据.通过对该湿地中水、沉积物及芦苇体内重金属含量的分析测定,并采用方差分析、线性和非线性模拟对试验数据进行统计和模型拟合,结果表明:①水样、底泥、植物根部、茎叶中重金属分布趋势与对照无显著差异,但含量均明显高于对照.②不同部位水样、底泥、植物根部、茎叶中的重金属种类及含量明显有差异.不同重金属与底泥的键合能力不同,铅和镉的键合能力最强,最容易在底泥中沉积.芦苇对汞和铅的转移能力最强,而对铜和锌的富集能力最强.③重金属在转移链中具有明显的转移规律,铜、锌、铅...
关键词：
城市湿地 水生生态系统 重金属 转移模型
[期刊] 林业科学研究
[作者]
徐庆 王婷 高德强
碳氢氧稳定同位素是存在于天然水体和植物组织中的良好的示踪剂,具有较高的灵敏度与准确性,可系统和定量地阐明草地生态系统水循环过程及各水体的转化关系、植物水分利用策略以及植被对全球变化的响应机制等。本文概述了稳定同位素的基本概念和原理,总结和分析了草地生态系统水循环的研究方法和现状,重点探讨和综述了氢氧稳定同位素技术在草地生态系统水循环过程(包括大气降水、地表水、土壤水、地下水、植物水、蒸发水等)以及碳稳定同位素技术在植物水分利用效率中应用的国内外研究进展,分析了其存在的问题,展望了这一领域未来的研究方向和应用前景,为我国草地资源保护、合理利用及退化草地生态系统恢复等提供理论依据。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
吴绍洪 潘韬 戴尔阜
植物稳定同位素是近年来在地理学、生态学研究中逐步广泛应用的研究手段,具有综合长期生物地球化学过程和联系不同系统成分的特点,国际上已经展开了较为广泛的应用,国内也有相关研究。本文对国内外植物C、H、O稳定同位素研究的回顾,显示植物稳定同位素与环境因子,如气温、湿度、降水、环境稳定同位素组成等密切相关。目前植物稳定同位素技术主要应用于历史时期环境气候的重建,恢复大气CO2同位素组成以及CO2浓度的变化趋势。本文根据植物稳定同位素的特点和研究基础,认为植物稳定同位素方法不仅可以用来重建历史时期气候,而且在区域环境差异及其生态效应研究上有着重要应用前景。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
张博伦 郭彪 于莹 徐晓甫 王硕
本研究对2016年6月在天津大神堂3个礁区(2010年建成的鱼礁区;2012年建成的鱼礁区;2014年建成的鱼礁区)和对照区域采集的生物消费者及其食物源样品的碳、氮稳定同位素组成进行了分析,通过Iso Source模型计算不同区域生物的食物网基础,并利用氮稳定同位素数据计算消费者的营养级。结果显示,根据δ~(13)C值可以将其食物源分为浮游植物、悬浮颗粒有机物(POM)和沉积相颗粒有机物(SOM)三类;浮游植物对消费者的碳源贡献率(67.2%～81.5%)最大,是大神堂海域的生物食物网的基础。不同区域同一食物源的δ~(13)C和δ~(15)N值没有显著性差异;礁区内滤食性贝类毛蚶(Arca subcrenata)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)和长牡蛎(Crassostrea gigas)的δ~(13)C值显著高于对照区,作为潜在碳源的浮游植物对其的贡献率显著增加。消费者的δ~(15)N值则介于7.70‰～14.34‰之间,消费者的营养级介于2.0～3.95级之间。游泳生物食性生物的δ~(15)N和营养级在礁区内有所提高,礁区建成的年份越长,其营养级与对照区域的差别越显著。稳定同位素研究表明,人工鱼礁建设可能导致鱼礁区内滤食性生物的食物来源组成改变,并提高游泳生物食性生物的营养级。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王帆 江洪 牛晓栋
水汽稳定同位素组成（δｖ）可以为水循环研究提供大量有价值的信息。近年来，稳定同位素红外光谱技术（ｉｓｏｔｏｐｅ ｒａｔｉｏ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｉｒｉｓ）的发展为获得高时间分辨率的水汽稳定同位素原位测量数据提供了可能。在水汽稳定同位素组成研究取得了巨大进展的同时，适时对δｖ及其在生态系统水循环应用的研究进展进行综述，可以为后续研究提供借鉴和参考。从５个方面对水汽稳定同位素组成的研究进行了详述，分别是：１水汽稳定同位素分析仪的在线校正；２δｖ的变化规律；３氘过量的变化特征；４蒸散发组分的区分；５叶片水１８ｏ富集的估算。目前水汽稳定同位素的观测站点十分稀少，尽快建立全球的水．．．
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴健 黄沈发 肖绍赜 吴建强 唐浩 沙晨燕 王敏
通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物(百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅)所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征,并利用稳定同位素混合模型,研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明:(1)土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中,平均含量分别为22.11、11.44、53.95 mg·kg~(-1);而深层土壤中则仅为15.57、7.07、19.47 mg·kg~(-1),远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关;(2)土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C_3植物δ~(13)C值随深度增大而增大、C_4植物δ~(13)C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ~(13)C值分别由表层土壤中的-25.24‰、-22.33‰变化为深层土壤中的-24.35‰、-23.27‰;(3)借助稳定同位素混合模型计算后发现:不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为12.19%、累积速率为62.79 g·m~(-2)·a~(-1);白花三叶草贡献率14.34%、累积速率为75.34 g·m~(-2)·a~(-1);高羊茅贡献率为35.95%、累积速率为181.84 g·m~(-2)·a~(-1);白茅贡献率为18.51%、累积速率为97.70 g·m-2·a-1。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
李建华 李云凯 陈新军 方舟 刘必林
头足类作为一种重要的海洋无脊椎动物,在世界海洋生态系统中扮演着非常重要的角色。而目前对其捕食活动和摄食情况的研究不多。稳定同位素作为新型应用技术,被广泛应用于生态系统的研究中。头足类作为捕食者,其体内有大量的碳(C)、氮(N)、氧(O)等稳定同位素,且其硬组织是稳定同位素积累的优良载体,因此通过稳定同位素示踪的方法,分析硬组织各部位稳定同位素含量及其分布,可为了解头足类在海洋生态系统中所处的地位提供手段和方法。根据国内外研究现状,重点分析了耳石、角质额和内壳等硬组织稳定同位素在头足类摄食生态中的应用,并进行了总结和归纳,同时对今后的研究提出了建议。
[期刊] 林业科学
[作者]
白雪娟 翟国庆 刘敬泽
绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO2是陆地生态系统主要碳（C）源，量化光合C在植物-土壤系统间的分配，对于明晰C的周转与存留、预测气候变化背景下植被及土壤C库潜力具有重要意义。13C稳定同位素技术凭借其准确性及易操作性，在C循环研究中被广泛应用，为探究植物-土壤系统C分配、土壤微生物群落结构、C利用效率和土壤C矿化为CO2通量变化等特性提供了重要技术支撑。本文首先将13C稳定同位素的发展和标记方法进行了详细介绍，主要介绍了13C脉冲（单次与多次）标记、13C连续标记、借助C4土壤种植C3植物确定13C丰度及不改变植被条件鉴定自然13C丰度的研究方法；其次，总结了该技术在植物-微生物-土壤系统C循环中的应用：主要包括13C同位素标记在植物-土壤系统C分配、13C自然丰度技术在树木生长轮和植物群落水平C循环、土壤有机C形成与分解过程中的应用；在土壤微生物方面，概述了13C稳定同位素在磷脂脂肪酸、氨基糖、芯片-稳定同位素探针、纳米二次离子质谱同位素成像、荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术等微生物标志物上的应用。然后，总结了13C稳定同位素方法的缺点，即：13C样品检测价格昂贵、由于13C分馏作用影响13C丰度检测不准确和13C标记与微生物标志物技术结合对13C标记丰度要求较高等。最后，对未来13C同位素示踪技术的研究提出展望：在理论上，需探究13C标记底物在植物-土壤-微生物系统C分配、转化及固持作用机理与影响机制，构建统计与验证模型；在应用上，应注重交叉学科的运用，将地理信息系统、遥感等地学技术与13C稳定同位素相结合，在更广泛、更全面的角度推进陆地生态系统C循环的研究。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
郑秋红 王兵
生态系统碳水循环过程中的同位素分馏效应,为区分生态系统净碳交换过程中光合和呼吸通量,蒸散通量中植物蒸腾和土壤蒸发提供了理论依据。本文综述了稳定性同位素技术在这一领域的应用进展。研究结果显示,此方法切实可行,为进一步解释森林生态系统过程提供了广阔的前景。但由于森林生态系统结构复杂,不确定性因素多,国内外研究还处于尝试阶段。该方法在森林生态系统应用中还存在诸如Keeling图技术和涡度相关技术的假设条件难以满足等问题,期待今后在技术和理论上的突破。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张千千 缪丽萍 孙继朝 刘景涛
水体硝酸盐污染已经成为一个世界性的水质问题。为了确保供水安全和有效治理水环境中硝酸盐污染,准确识别水体中硝酸盐的污染来源显得尤为重要。近年来,硝酸盐稳定氮(δ15 N)和氧(δ18 O)同位素示踪技术被广泛用于识别水环境中硝酸盐的污染来源。然而,水环境中硝酸盐污染来源的复杂性和同位素分馏的影响,致使该项技术的应用存在一定的局限性。概括了硝酸盐中的δ15 N和δ18 O的典型值域范围,阐述了多种同位素技术联合识别水体中硝酸盐污染来源的方法以及应用模型定量解析硝酸盐污染源贡献率,最后,对该领域未来的发展方向进行了阐述。
关键词：
硝酸盐 污染来源 稳定同位素 源解析
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