森林生态学中稳定同位素技术的应用

同位素技术交流森林生态学中稳定同位素技术的应用EcologicalissueGlobechange

全球变化Biodiversityloss

生物多样性丧失Ecosystemsustainabledevelopment生态系统可持续发展Humansocietyandenvironment人类社会和环境Conservationandecology...20世纪70年代开始，大面积的橡胶林代替热带雨林，截止到2007年已经丧失了约14万公顷的热带雨林，并且这个趋势还一直在持续中。（Lietal.,2008）截至到2013年，橡胶种植面积已达到29.4万公顷，约占该地区行政区域面积的15%。TropicalrainforestTheecologicalissueofrubber单一橡胶园green“desert”WhatHowMuchWhy?6科研条件明显改善，科技支撑能力进一步提升

2011年建设的新科研中心，其中中心实验室5,326m2，全面提升科研基础设施，该建设项目荣获“国家优质投资项目奖”。中心实验室生态过程与应用生态学研究支撑平台人工气候室：控制实验碳氮分析系统、光谱：定性、定量同位素质谱：生态过程机制

Miseq测序运行

Sapflow整体森林观测地下地上例1西双版纳人工橡胶林的水分摄取方式研究WenjieLiu,etal.,Ecohydrology,2013西双版纳漫山遍野的纯橡胶林（20%土地，40万公顷）单一种植生物多样性下降优化其单一的种植方式，发展“环境友好型橡胶园”栽培橡胶的水分利用缺乏了解土壤养分流失优化其单一的种植方式，发展“环境友好型橡胶园”栽培WenjieLiu,etal.,Ecohydrology,2013单一种植橡胶林土壤水取样植物木质部水取样超低温真空蒸馏抽提系统同位素分析通过分析植物木质部水和各水源的氢氧同位素组成，确定植物的水分来源，判断植物对每个水源的利用程度WenjieLiu,etal.,Ecohydrology,2013主要结果：橡胶树的主要水分来源是0到30厘米浅层土壤水，其次是70cm以下的深层土壤水建议在发展友好型橡胶园时，我们需尽量避免间作植物和橡胶树主要根系对浅表层土壤水分、养分的激烈竞争，以期实现彼此间的和睦共处、互利互惠。雨季末期旱季末期雨季早期橡胶树发达的根系Diverseclimbinghabits例2木质藤本与共生树木的水分利用比较Ya-JunChen,etal.,New

Phytologist,2014FoodHabitatsandwalkway热带森林中的巨型藤本植物Ya-JunChen,etal.,New

Phytologist,2014比较：土壤和植物水源（氢，氧同位素组成）、结合树干液流、光合能力的昼夜和季节变化，气孔导度等生理生态上的差别树干液流测定未来热带地区干旱的加剧可能会使藤本植物丰富度继续增加3种不同水分类型热带森林中藤本植物与树木的水分来源液流装置安装KF-喀斯特森林TSF-热带季风雨林

FPF-河边雨林，旱季水分充足例3

附生苔藓植物摄取有机氮来源方式研究宋亮1.氮来源：氮沉降vs树皮（腐殖质中有机氮）？2.不同形态标记氮（(NH4)2SO4/KNO3/甘氨酸）吸收程度？3.不同浓度（低/中/高）氮施入后，苔藓吸收利用氮策略改变？模拟氮沉降树皮注射丰富的树干附生苔藓1.苔藓能吸收树皮上的氮，吸收的量尽管要少于空气，但不能忽略2.氮形态吸收顺序：有机氮≈NH4-N，但均低于NO3-N3.氮浓度提高后，氮的吸收利用率提高，但苔藓对不同形式氮的吸收偏好没改变问题？主要结论16Pinuskesiya

(思茅松),海拨1980m华山松Pinusarmandii海拨2500m通过测定树木年轮中的δ13C丰度，反映植物水分利用效率的年际和季节变化付培立范泽鑫等近年来随着CO2浓度的升高，华山松和思茅松的内禀光合水分利用效率（Intrinsicwateruseefficiency，iWUE）均有所升高，但华山松早材具有相对较高的iWUE，以及较低的胞间CO2浓度。例4

哀牢山地区华山松和云南思茅松光合水分利用效率的比较例5不同肥力下榕树幼苗受昆虫取食后

植物各部位碳变化赵瑾，2012级博士论文-三种榕树幼苗应对昆虫取食的防御策略研究注射器向其内注入适量1mol·L-1的HCl溶液，开启风扇使13CO2在标记室中均匀分布，标记时间持续5h稳定同位素标记试验进行光合产物在植株不同部位分配的比较。三种榕树幼苗能够迅速调整各部位光合同化碳分配比例。所有榕树幼苗中，叶片中光合同化碳分配比例最高，茎、根中分配比例较低，但取食第二十天，聚果榕中茎光合同化碳分配比例最高。通过建立模型以及“将今论古”的原则，利用稳定性碳、氢、氧等同位素比率可重建古气候、古环境的参数，比如：1、古水分环境重建；2、古温度重建；3、古大气CO2浓度重建例6稳定同位素在古生态学中的应用古环境重建Sunetal.,2003.PNAS现代和化石银杏叶片13C同位素比率对比，值越高说明其生长环境越温暖潮湿Zhouetal.,2012侏罗纪第三纪现代,伦敦现代,中国化石银杏现生银杏古温度，古二氧化碳浓度重建新生代古温度和古大气CO2浓度的演化曲线BeerlingandRoyer，2011利用碳酸盐（如有孔虫外壳）的18O同位