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关键词：
生淀粉,发酵条件,酒精,生淀粉分解酶
发表时间：
2012-12-18 16:45:35
石生苔藓碳含量和碳同位素对城市地区人为二氧化碳和大气氮沉降变化的响应
张廷玉 | -> | 1595| 1| 0.266204MB |苔藓,碳同位素,大气氮沉降,二氧化碳,贵阳
摘要: 对贵阳市区到农村地区4 个方向的石生苔藓碳氮含量和同位素组成进行了分析. 苔藓碳含量( 34147%~ 52176%) 从市区到农村随距离逐渐降低, 并与氮含量( 01 85%~ 2197%) 存在较好的正相关关系, 表明大气氮沉降对苔藓的碳吸收能力具有促进作用, 市区较高的大气氮输入或铵沉降增强了苔藓的光合作用和固碳能力, 同时使碳同化过程发生较大的13 C分馏. 苔藓D13C值( - 30169 j ~ - 261 96j ) 从市区往外逐渐升高, 还与城市人为CO2 排放有关, 主要机制在于人为成因的CO2 源本身富含12C并可能增加市区大气CO2 的浓度, 从而导致市区苔藓D13 C值偏负. 此外, 根据苔藓碳含量和D13C随距离的变化关系判断, 贵阳城市人为来源的CO2 对植物的影响主要集中在20 km 范围内. 本研究重点探讨了控制苔藓碳含量和D13 C变化的因素及其与氮素的相互关系, 揭示了苔藓碳和D13C响应城市CO2 排放和大气氮沉降变化的规律, 为城市大气污染的防治和周边生态系统的保护提供了新的地球化学证据.
20 世纪50 年代以来, 寻找可靠实用的方法来指示环境变化成为环境生态领域关注的热门课题,随后开展了大量大气污染的植物指示研究. 1968年, 在荷兰召开第一届关于大气污染对动植物影响的欧洲会议, 苔藓植物因其特殊的形态结构和生物学特性而被确定为指示环境变化和大气污染较为可靠的植物群体. 20 世纪80 年代以后, 大量研究集中利用苔藓的生理生态特征和体内污染物含量来监测环境污染和大气沉降的高低[ 1] . 近几年, 人们又进一步发现苔藓稳定同位素能够可靠地示踪大气物源和反映影响苔藓吸收大气物质的环境因素[2] , 其主要原因在于不同来源的大气物质具有不同的稳定同位素组成, 并在不同的环境条件下表现出不同的同位素效应[ 3] . 植物碳同位素技术是判断植物活力与环境胁迫状况的重要指标, 在揭示植物碳动态的机制中发挥着重要作用[4] , 具有相同光合途径的同种植物碳同位素主要受碳源以及其它环境因素( 如温度、水分、光照强度、大气CO2 状况等) 的控制[5, 6] , 而氮同位素是追踪植物氮源、氮素利用状况和生态系统氮周转的可靠工具[ 6, 7] . 由于碳氮元素在生物生长发育过程中的重要性和密切联系, 碳氮同位素通常被认为是生物学上非常重要的同位素对, 通过植物碳氮元素或同位素之间的关系可以揭示控制植物生长与营养获得的生态环境信息, 理解植物氮素利用与固碳能力之间的联系等[ 8, 9] .
目前, 大气氮沉降的增加已经引起了全球科学家与政治家的关注[ 10] , 其中理解大气氮沉降对植物CO2 固定的影响及其生态环境效应已经成为一个研究热点. 部分研究报道大气氮沉降的增加会提高植被的固碳能力( 施肥效应) [ 11] , 同时也有观点认为大气氮沉降增加会造成生态系统酸化等破坏, 进而影响植被固碳能力[ 12,13] . 石生苔藓是一类非常特殊的附生植物类群, 由于其生长基质不能提供水分和氮营养物质, 该类植物具有基本一致的岩面生活环境和专一的氮素来源( 大气氮沉降) . 因而, 该类植物对大气氮输入变化的反应非常敏感, 是研究大气氮沉降生物生态效应的优势植物种群.
目前, 大气氮沉降的增加已经引起了全球科学家与政治家的关注[ 10] , 其中理解大气氮沉降对植物CO2 固定的影响及其生态环境效应已经成为一个研究热点. 部分研究报道大气氮沉降的增加会提高植被的固碳能力( 施肥效应) [ 11] , 同时也有观点认为大气氮沉降增加会造成生态系统酸化等破坏, 进而影响植被固碳能力[ 12,13] . 石生苔藓是一类非常特殊的附生植物类群, 由于其生长基质不能提供水分和氮营养物质, 该类植物具有基本一致的岩面生活环境和专一的氮素来源( 大气氮沉降) . 因而, 该类植物对大气氮输入变化的反应非常敏感, 是研究大气氮沉降生物生态效应的优势植物种群.
本研究首次系统地对我国城市地区( 贵阳) 石生苔藓的碳氮含量及其同位素组成(D13C和D15N) 进行了分析, 目的在于通过不同环境和氮沉降梯度下苔藓碳含量和D13C的空间变化特征以及碳氮元素和同位素之间的相互关系, 讨论影响苔藓碳含量和D13C变化的因素与机制, 揭示苔藓碳含量和D13C对城市大气环境和大气氮沉降变化的响应规律, 深化苔藓稳定同位素方法在环境科学研究中的应用.
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