全球約60%的土壤碳儲(chǔ)存在多年凍土區(qū)，隨著氣候不斷變暖，凍土開始融化，導(dǎo)致大量土壤有機(jī)碳以CO2和CH4等的形式迅速釋放出來。而CO2和CH4作為最重要的溫室氣體，會(huì)影響大氣化學(xué)組成，進(jìn)而導(dǎo)致全球氣候變暖，這引起了人們的廣泛關(guān)注?；诖?，中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所的科學(xué)家們?cè)诤０?000 m的青藏高原五道梁進(jìn)行了溫室氣體（CH4、CO2、H2O）通量以及土壤溫濕度的研究。超便攜溫室氣體分析儀（MGGA）該系統(tǒng)可便攜式測量或者長期在線監(jiān)測土壤排放的CH4、CO2、H2O的通量，應(yīng)用于土壤碳排放研究。特點(diǎn)：1) 輕巧：小于5.5千克（12磅）帶電池（附帶）;2) 連續(xù)測量，適用于土壤通量研究和溫室氣體的現(xiàn)場測量;3) 寬線性范圍，CH4范圍高達(dá)1000 ppm（可選）;4) 無交叉干擾精度（100s）：CO2：0.12 ppm；CH4：0.5 ppb；保證精度量程范圍：CO2：0-20000 ppm；CH4：0-100 ppm；全自動(dòng)便攜呼吸系統(tǒng)（PS3010）該系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)氣室法，可便攜測量土壤中CO2和CH4排放通量。該系統(tǒng)具有控制測量、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理等功能。可通過串口實(shí)時(shí)讀取溫室氣體分析儀(MGGA)測量的呼吸室內(nèi)CO2、CH4和H2O的濃度變化，同時(shí)結(jié)合自身控制的空氣溫度、大氣壓、土壤溫度等傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，計(jì)算處理得到CO2和C...
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工業(yè)革命后人類活動(dòng)在不斷改變?nèi)虼髿猸h(huán)境和氣候。目前，人類活動(dòng)固定的活性氮（如NOx和NH3）已超過陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)自然氮固定的總和，大大改變了地球系統(tǒng)氮循環(huán)。因此，量化大氣氮沉降歷史變化、氮來源及其影響因素對(duì)評(píng)估和預(yù)測陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)過程具有重要意義。目前，冰芯是長時(shí)間尺度記錄大氣硝酸鹽（NO3-）沉降及氮同位素特征（δ15N，反映氮來源的重要指標(biāo)）的載體。但由于冰芯樣品較難獲得且冰芯氮同位素測定技術(shù)發(fā)展較晚，目前全球冰芯硝酸鹽δ15N的研究非常有限，僅有幾例研究集中在極地區(qū)域。北極區(qū)域冰芯準(zhǔn)確記錄了人為活動(dòng)對(duì)大氣硝酸鹽的影響，發(fā)現(xiàn)冰芯硝酸鹽δ15N在近百年來顯著下降，然而在其下降的機(jī)制上是究竟源于源排放的變化還是大氣酸度變化引起的分餾效應(yīng)的改變?nèi)源嬖跔幾h。 中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所方運(yùn)霆研究員團(tuán)隊(duì)、云南大學(xué)田立德教授團(tuán)隊(duì)和布朗大學(xué)Meredith G. Hastings教授團(tuán)隊(duì)共同首次以離人為活動(dòng)區(qū)域更近且對(duì)全球變化更為敏感的青藏高原為對(duì)象（圖1），通過測定該區(qū)域冰芯近200年來硝酸鹽和δ15N的變化，結(jié)合多因子模型，從源排放、大氣氧化過程（包括NOx循環(huán)和OH 途徑氧化NO2到HNO3）以及氣態(tài)HNO3和氣溶膠NO3-轉(zhuǎn)化過程等方面揭示了百年來亞洲區(qū)域人為活動(dòng)對(duì)青藏高原冰芯硝酸鹽氮同位素的影響及其機(jī)制（圖1）。圖1. 青藏高原冰芯采樣點(diǎn)...
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導(dǎo)讀沿海濕地是地球上生產(chǎn)力最高、碳含量最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一。海岸濕地的長期碳儲(chǔ)量主要以土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）的形式存在于地下。除了作為碳匯外，土壤有機(jī)質(zhì)還影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性。為了預(yù)測和減輕氣候變化的影響，有必要進(jìn)一步了解環(huán)境因子如何控制濕地土壤有機(jī)質(zhì)的。因此，作者選擇了墨西哥灣北岸的跨不同氣溫帶和降雨梯度的10個(gè)河口濕地進(jìn)行調(diào)查，收集了10個(gè)河口濕地不同海拔和植被梯度帶中的植物樣品和土壤樣品，綜合分析了四個(gè)環(huán)境因素（包括：氣候、植物群落、土壤母質(zhì)和地形）對(duì)濱海濕地土壤有機(jī)碳的影響。▉ 原文信息▉ 正文土壤蘊(yùn)藏著陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，土壤中的碳儲(chǔ)量高于比全球植物和大氣中碳庫之和。作為典型的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)，紅樹林和鹽沼生存著具有高生產(chǎn)力的維管植物群落，這些植物產(chǎn)生的大量有機(jī)物由于存在限制分解的非生物條件而以土壤有機(jī)質(zhì)的形式積聚在地下。另外，由于海平面上升導(dǎo)致的濱海濕地沉積物和有機(jī)質(zhì)加速積累，為土壤有機(jī)質(zhì)的累積和埋藏提供了連續(xù)不斷的容納空間。因此，濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)地下碳儲(chǔ)存和埋藏率是地球上眾多生態(tài)系統(tǒng)中最高的。了解氣候變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響在某些生態(tài)系統(tǒng)中尤為重要，例如在濱海濕地等生態(tài)系統(tǒng)中，相對(duì)較小的氣候變化就可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)喪失或在大景觀尺度上引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化。在濱海濕地中，基礎(chǔ)植物種類扮演著重要的功能性角色，如紅樹植物、鹽沼...
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1 概要國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）同位素水文實(shí)驗(yàn)室最近組織了一次水同位素比對(duì)（WICO）, 以各種技術(shù)進(jìn)行國際實(shí)驗(yàn)室天然水穩(wěn)定同位素測定（δ18O和δ2H）的能力評(píng)估。ABB LGR的水同位素分析儀（TIWA）也加入了此次比對(duì)。ABB LGR 測量了8個(gè)未知水樣；IAEA 通過4個(gè)雙進(jìn)樣口同位素比質(zhì)譜儀國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的共識(shí)，確定樣品的指定同位素值，并在參與和結(jié)果報(bào)告后進(jìn)行披露。TIWA的δ18O和δ2H讀數(shù)分別在標(biāo)準(zhǔn)水樣指定值的0.06‰和0.6‰之內(nèi)，并在測量值和指定值的不確定性范圍內(nèi)。TIWA測量的貧化水、富集水以及鹽水的δ18O和δ2H分別在指定值的0.05‰和1.2‰之內(nèi)，并且在指定值的不確定性范圍內(nèi)。最后，利用ABB LGR光譜污染診斷技術(shù)，確定被甲醇污染的水樣。盡管污染程度很高（未經(jīng)過任何預(yù)處理），但TIWA測量的δ18O和δ2H值經(jīng)過校正后分別在未污染值的0.26‰和0.3‰之內(nèi)。結(jié)果表明ABB LGR的TIWA可以測量各種水樣，包括受污染的、貧化的、富集的水以及鹽水。2 實(shí)驗(yàn)方法IAEA WICO測試包括5個(gè)核心樣品和3個(gè)可選樣品，這些樣品均取自天然水源。樣品描述如表1 所示。根據(jù)ISO13528,通過專家實(shí)驗(yàn)室方法的共識(shí)確定WICO樣品δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值。δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值是由4個(gè)雙進(jìn)樣口同位素比質(zhì)譜儀國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)...
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生態(tài)學(xué)的基本目標(biāo)是增進(jìn)對(duì)生物體與生物和非生物環(huán)境相互作用的理解，而不是解決特定的社會(huì)、保護(hù)或經(jīng)濟(jì)問題。因此，這100個(gè)問題根據(jù)對(duì)生態(tài)科學(xué)的重要性而篩選出來，列出了生態(tài)學(xué)面臨的一系列重要問題，重點(diǎn)放在基礎(chǔ)科學(xué)上。下面我們回顧這100個(gè)最重要的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)問題。進(jìn)化與生態(tài)學(xué)1. 人類活動(dòng)可能導(dǎo)致生境破碎化使物種之間聯(lián)系減少，而全球化則使物種之間聯(lián)系增多，這兩者會(huì)產(chǎn)生什么樣的進(jìn)化后果？2. 進(jìn)化多大程度上能夠改變我們?cè)谧匀唤缰锌吹降纳飩€(gè)體的比例關(guān)系？3. 物種適應(yīng)有多大的局域性（因棲息地而不同）？4. 表觀遺傳變異的生態(tài)學(xué)因果是什么？5. 基因、個(gè)體、團(tuán)體上不同水平的選擇對(duì)生活史進(jìn)化以及造成的種群動(dòng)態(tài)變化的相對(duì)貢獻(xiàn)是多少？6. 什么選擇壓力導(dǎo)致了生活史中的性別差異？這些選擇壓力對(duì)種群動(dòng)態(tài)造成的后果是什么？7. 對(duì)于像真菌這樣很難定義個(gè)體和適應(yīng)性的生物，生態(tài)和進(jìn)化的理論應(yīng)該怎樣修改？8. 密度制約的力量與方式是如何影響種群動(dòng)態(tài)與生活史進(jìn)化之間的反饋的？9. 表型可塑性是如何影響物種進(jìn)化軌跡的？10. 物種生活史權(quán)衡取舍的生理學(xué)基礎(chǔ)是什么？種群生態(tài)學(xué)11. 控制物種分布范圍的生態(tài)與進(jìn)化機(jī)制是什么？12. 如何將個(gè)體水平的詳細(xì)生命過程上升到種群模式？13. 物種、種群特征和地理環(huán)境如何相互作用來決定個(gè)體間散布的間距？14. 物種散居和遷徙行為的遺傳基礎(chǔ)是什么？15. 散居在棲息地最外圍或者休眠...
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在“Influence of anthropogenic emissions on wet deposition of pollutants and rainwater acidity in Guwahati, a UNESCO heritage city in Northeast India”一文中，印度和中國科學(xué)家在印度東北部古瓦哈蒂走廊（被聯(lián)合國教科文組織列為世界遺產(chǎn)）收集了一年的降雨，并分析了其化學(xué)組成和來源。 酸雨是指pH值小于5.6的降雨，會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成不利的影響。是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化合物與大氣中的水分子反應(yīng)生成酸而形成的。以前的研究認(rèn)為在印度東北部，酸性物質(zhì)中硫（SO42-）和 氮（NO3-）的較高的水平對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)造成很大的威脅。古瓦哈蒂地區(qū)土壤肥沃且富含礦物質(zhì)，但其土壤結(jié)皮具有酸性，無法中和酸雨的干濕沉降。2016.6-2017.6，在季風(fēng)和非季風(fēng)季節(jié)，酸雨的發(fā)生頻率分別為64%和87%，科學(xué)家們?cè)诖似陂g研究了當(dāng)?shù)赜晁幕瘜W(xué)組成和來源（同位素法）。涉及酸雨濕沉降和干沉降的過程（在酸雨中SO2和 NOX起主要作用）1.試驗(yàn)方法用清洗過的硼硅酸鹽瓶收集樣品，并配置有聚乙烯漏斗，放置于屋頂上。開始下雨后立即放置收集器，雨停后收回。首先檢測每個(gè)樣品的pH，然后將其轉(zhuǎn)移到干凈的聚乙烯小瓶中，使用原子吸收光譜法分析其金屬和總有機(jī)碳。利用離子色譜法分析測...
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Effects of artificial nitrogen addition and reduction in precipitation on soil CO2 and CH4 effluxes and composition of the microbial biomass in a temperate forest.pdf
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摘要：羰基硫在全球硫循環(huán)中起重要作用。作為一種溫室氣體，在氣溶膠形成和大氣化學(xué)中受氣候變化影響。 CO2和OCS分子在化學(xué)和植物代謝途徑中的相似性使OCS可以代替植物對(duì)全球總CO2的固定（總初級(jí)生產(chǎn)力，GPP）。然而，諸如土壤中OCS交換之類的未知因素（OCS產(chǎn)生（POCS）和消耗（ UOCS ）的同時(shí)發(fā)生）限制了利用OCS來代替GPP方法的使用。我們通過在充滿不同混合比的空氣熏蒸動(dòng)態(tài)室系統(tǒng)中測量OCS（OCS、CO2、CO和H2O分析儀（907-0028，LGR））、CO和NO的凈通量來估算POCS和UOCS 。不同土地利用的9個(gè)土壤樣品重新濕潤，在土壤變干時(shí)，監(jiān)測土壤和空氣的交換，以評(píng)估其對(duì)水分變化的響應(yīng)。OCS交換的主控因子是土壤中有效硫的總量。在WFPS（充滿水的孔隙）＞60%時(shí)，土壤中的POCS生產(chǎn)率最高，且速率與硫代硫酸鹽濃度呈負(fù)相關(guān)。在水分含量適中水平（ WFPS為15%-37%），土壤由凈源轉(zhuǎn)變?yōu)閮魠R。對(duì)于三種土壤而言，我們?cè)诓煌琌CS混合比下測量了NO和CO的混合比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，土壤水分適度條件下，NO和潛在的CO交換率與UOCS有關(guān)。高土壤水分條件下，高硝酸鹽濃度與最大OCS釋放速率有關(guān)。在被調(diào)查土壤中發(fā)現(xiàn)水分和OCS混合比與不同微生物活性以及紅色樣CbbL和amoA的基因轉(zhuǎn)錄物有關(guān)。結(jié)論：OCS交換中，CA發(fā)揮了重要的作用，但與CO2通量有關(guān)的其他酶的...
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摘要：利用OCS分析儀和自動(dòng)土壤室系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室條件下分析土壤和大氣之間OCS的交換過程。OCS在土壤和大氣之間的交換模式與土壤水分以及大氣CO2濃度有關(guān)。隨土壤水分的增加，OCS交換從釋放（干旱條件下）-吸收（最適宜水分下）-釋放（高土壤水分下）。在土壤試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)， CO2濃度升高會(huì)影響交換的速率與方向。在土壤上方幾厘米處，CO2水平（高達(dá)7600 ppm）較高，OCS有釋放趨勢(shì)。在高土壤水分下，OCS釋放顯著增加。測量結(jié)果同時(shí)表明，OCS交換中存在生物成分。而且用真菌抑制劑制霉菌素對(duì)土壤處理之后發(fā)現(xiàn)真菌可能是土壤OCS的主要消耗者。作者討論了土壤水分和提高CO2 濃度對(duì)OCS交換的影響作為微生物群落活性的變化。由土壤水分控制的物理因素（如擴(kuò)散率）發(fā)揮了作用，酶的KM值與估計(jì)的土壤水中CO2濃度比較的結(jié)果表明，碳酸酐酶和PEPCO的競爭性抑制作用不大，而在較高CO2濃度下，RubisCO可能會(huì)發(fā)生競爭性抑制。Exchange of carbonyl sulfifide (OCS) between soils and atmosphere under various CO2 concentrations.pdf
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傳統(tǒng)上通過挖掘根系來確定植被的空間分布，在一些生態(tài)系統(tǒng)如熱帶森林中該種方法是具有破壞性的、耗時(shí)性的以及不切實(shí)際性的（Meinzer et al. 2001），而且僅在土壤剖面給定深度存在根系并不一定是確定其對(duì)總吸收量相對(duì)貢獻(xiàn)的可靠指標(biāo)，因?yàn)椴⒉皇撬械母刀季哂形账趾宛B(yǎng)分的功能（Ehleringer and Dawson 1992）。因此，傳統(tǒng)的方法是不可取的。隨著同位素技術(shù)的不斷發(fā)展，氫氧穩(wěn)定同位素已成為確定植物水分利用模式的有用工具（Ehleringer and Dawson 1992; Brunel et al. 1995）。植物的水分來源主要為降水、土壤水、地表徑流水以及地下水（Duan et al. 2008）。降雨是地球上一切水資源的根本來源，在其降落和循環(huán)過程中，會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)、凝聚、滲透等一系列物理化學(xué)過程的變化，這就導(dǎo)致不同水源具有不同的δD和δ18O。而植物在吸收土壤水分過程中，水分從根系到木質(zhì)部的運(yùn)輸過程中不會(huì)發(fā)生同位素的分餾（White et al. 1985; Dawson and Ehleringer 1991; Dawson and Ehleringer 1993; Walker and Richardson 1991）（注；抗旱和耐鹽性木本植物根系吸水過程中可能會(huì)發(fā)生氫同位素分餾），這是利用氫氧穩(wěn)定同位素技術(shù)確定植物水分來源及貢獻(xiàn)率的理論基礎(chǔ)。因此可...
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