全球約60%的土壤碳儲存在多年凍土區(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)家們在海拔5000 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；全自動便攜呼吸系統(tǒng)（PS3010）該系統(tǒng)采用動態(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、存儲和數(shù)據(jù)處理等功能?？赏ㄟ^串口實(shí)時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)革命后人類活動在不斷改變?nèi)虼髿猸h(huán)境和氣候。目前，人類活動固定的活性氮（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評估和預(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)確記錄了人為活動對大氣硝酸鹽的影響，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區(qū)域更近且對全球變化更為敏感的青藏高原為對象（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)域人為活動對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個河口濕地進(jìn)行調(diào)查，收集了10個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，綜合分析了四個環(huán)境因素（包括：氣候、植物群落、土壤母質(zhì)和地形）對濱海濕地土壤有機(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（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）的能力評估。ABB LGR的水同位素分析儀（TIWA）也加入了此次比對。ABB LGR 測量了8個未知水樣；IAEA 通過4個雙進(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，確定樣品的指定同位素值，并在參與和結(jié)果報告后進(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個核心樣品和3個可選樣品，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)室方法的共識確定WICO樣品δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值。δ18OVMSOW和δ2HVMSOW的指定值是由4個雙進(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、保護(hù)或經(jīng)濟(jì)問題。因此，這100個問題根據(jù)對生態(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在自然界中看到的生物個體的比例關(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、個體、團(tuán)體上不同水平的選擇對生活史進(jìn)化以及造成的種群動態(tài)變化的相對貢獻(xiàn)是多少？6. 什么選擇壓力導(dǎo)致了生活史中的性別差異？這些選擇壓力對種群動態(tài)造成的后果是什么？7. 對于像真菌這樣很難定義個體和適應(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，會對生態(tài)系統(tǒng)造成不利的影響。是由人類活動產(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)家們在此期間研究了當(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可以代替植物對全球總CO2的固定（總初級生產(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個土壤樣品重新濕潤，在土壤變干時，監(jiān)測土壤和空氣的交換，以評估其對水分變化的響應(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，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。對于三種土壤而言，我們在不同OCS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。在高土壤水分下，OCS釋放顯著增加。測量結(jié)果同時表明，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總吸收量相對貢獻(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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