穩定同位素生態學

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《穩定同位素生態學》，林光輝 著，柳麗麗 編，出版社： 高等教育出版社。

內容簡介

穩定同位素生態學隨着同位素技術在生態學領域內的廣泛應用而誕生，成為先進技術推動的又一門生態學新分支學科。通過穩定同位素分析，不僅可以追蹤自然界生源要素（碳、氮、磷、水等）的地球化學循環過程，還可研究動植物對環境脅迫和全球變化的生理生態響應、追蹤污染物的來源與去向以及重建古氣候和古生態過程等。本書系統論述穩定同位素技術在生態學及相關領域的應用原理，並着重闡述穩定同位素技術在研究不同時空尺度生態學格局和過程的應用案例及應用前景，可作為我國應用這一技術的生態學科研人員、研究生和實驗室技術人員的參考書。

目錄

前輔文

第1章緒論

第1節穩定同位素技術的發展史

一、早期(1950年前)的理論突破與儀器研發

二、啟蒙階段(1950—1979年)的開拓性研究

三、近代(1980年後)的開拓性研究工作

第2節穩定同位素技術的有關術語

一、同位素的定義

二、同位素比率

三、同位素組成的δ表示法

四、穩定同位素測試標準物

五、同位素分餾

六、擴散過程的同位素分餾效應

七、同位素瑞利分餾

八、同位素混合模型

第3節穩定同位素大尺度監測與研究網絡

一、水同位素監測研究網絡

二、氣體同位素研究網絡

三、同位素合作研究網絡

第4節穩定同位素生態學學科特點

一、研究對象與內容

二、研究方法學

三、有關參考書

四、有關刊物與學術會議

主要參考文獻

第2章穩定同位素測定方法與儀器

第1節穩定同位素樣品的採集方法

一、固體樣品的採集

二、液體樣品採集

三、氣體樣品採集

第2節穩定同位素樣品的預處理方法

一、固體樣品的預處理方法

二、植物或土壤中的水分提取方法

三、纖維素提取方法

四、樣品的汽化、純化和分離

第3節同位素比率質譜儀分析方法

一、同位素比率質譜儀的工作原理

二、同位素比率質譜儀的結構

三、同位素質譜儀的主要類型及其輔助設施

第4節穩定同位素的非質譜測定技術

一、可調諧二極管激光吸收光譜法

二、光腔衰盪激光光譜同位素分析儀

主要參考文獻

第3章穩定同位素的自然豐度

第1節碳穩定同位素

一、碳穩定同位素的分餾

二、碳穩定同位素豐度的自然變異

第2節氫穩定同位素

一、氫穩定同位素的分餾

二、氫穩定同位素豐度的自然變異

三、大氣降水δD與δ18O的相互關係

第3節氧穩定同位素

一、氧穩定同位素的分餾

二、氧穩定同位素豐度的自然變異

第4節氮穩定同位素

一、氮穩定同位素的分餾

二、氮穩定同位素豐度的自然變異

第5節硫穩定同位素

一、硫穩定同位素的分餾

二、硫穩定同位素豐度的自然變異

主要參考文獻

第4章穩定同位素與碳循環研究

第1節光合作用

一、光合途徑與碳同位素比值

二、光合生理生態特徵

第2節呼吸和分解過程

一、呼吸過程

二、土壤呼吸

三、植物衰老過程

第3節群落冠層水平的CO2交換

一、群落冠層內CO2碳同位素比值動態

二、森林內CO2再循環

第4節生態系統碳循環

一、Keeling曲線法

二、生態系統呼吸同位素比值的變化格局

三、生態系統呼吸組分的穩定同位素拆分

四、生態系統碳同位素判別

五、生態系統不同碳通量的拆分

第5節全球碳循環

一、全球尺度大氣CO2同位素守恆原理

二、利用大氣CO2碳同位素拆分全球碳交換

三、利用大氣CO2的氧同位素拆分全球碳交換

主要參考文獻

第5章穩定同位素與植物水分關係研究

第1節植物吸收水分過程的穩定同位素效應

一、陸地淡水植物

二、濱海鹽生植物

三、乾旱地區旱生植物和鹽生植物

第2節植物水分來源的確定與量化

一、植物不同水分來源的同位素拆分原理

二、植物群落水分關係穩定同位素研究實例

三、植物功能型與水分來源

第3節水分利用效率

一、碳同位素比值與水分利用效率的關係

二、WUE與有機質的δ

三、植物水分利用效率的時空變化

第4節生態系統水交換與全球水循環研究

一、生態系統蒸發與蒸騰穩定同位素拆分原理

二、生態系統水分通量拆分研究實例

三、全球水循環研究

主要參考文獻

第6章穩定同位素與動物生態學研究

第1節動物組織穩定同位素組成與食物源研究

一、動物組織的穩定同位素特徵

二、營養級的同位素分餾效應

三、代謝與發育過程的同位素組成改變

第2節動物的食物來源

一、動物食物來源的模型

二、穩定同位素研究動物食性的實例

第3節動物的營養級位置與食物網

一、消費者營養級的穩定同位素計算方法

二、典型生物的營養級

第4節動物分布格局及遷徙活動

一、鳥類的遷徙

二、哺乳動物的活動

主要參考文獻

第7章穩定同位素與種間關係研究

第1節共生與附生關係

一、共生關係

二、附生關係

第2節競爭、捕食和寄生關係

一、競爭關係

二、捕食關係

三、寄生關係

主要參考文獻

第8章土壤有機質的穩定同位素組成

第1節土壤碳的起源

一、土壤有機質碳的化學結構

二、土壤有機質碳的穩定同位素比率

三、土壤剖面碳、氮含量及其穩定同位素

四、土壤碳源的穩定同位素確定

五、土壤有機質形成的分子機制

第2節土壤有機質轉化與碳釋放

一、生態系統不同組分呼吸間的差異

二、土壤呼吸碳釋放過程與機制

第3節土壤微生物種群結構及其功能

一、土壤中PLFAs的來源

二、PLFAs的穩定同位素分析技術

三、PLFAs穩定同位素分析土壤碳動態的研究實例

第4節苔蘚植物對土壤有機質的貢獻

一、苔蘚植物的穩定同位素組成

二、苔蘚植物對土壤有機質的貢獻

第5節地衣與土壤碳源的示蹤

一、地衣的固碳過程

二、地衣δ13C與全球碳變化的指示

主要參考文獻

第9章穩定同位素與氮的生物地球化學研究

第1節氮循環過程中的氮同位素分餾

一、氮轉化過程中的同位素分餾效應

二、植物在吸收、利用和同化過程中的氮同位素分餾

三、其他過程或因素對氮同位素比值的影響

第2節N自然豐度法在生態系統氮循環研究中的應用

一、固氮作用導致的氮輸入

二、氮淋溶和土壤淨礦化速率

三、植物氮元素的來源與去向

四、生態系統氮飽和現象

五、氮循環的長期變化趨勢

第3節N標記法在生態系統氮循環研究中的應用

一、15N標記法的原理與方法

二、15N標記法研究實例

主要參考文獻

第10章溫室氣體的穩定同位素組成及限制因子

第1節溫室氣體穩定同位素的檢測方法

一、質譜方法檢測溫室氣體的穩定同位素組成

二、溫室氣體穩定同位素的激光光譜檢測方法

第2節大氣CO2的同位素組成

一、大氣CO2的穩定同位素特徵

二、大氣CO2的源與匯

第3節大氣CH4的同位素組成及其生態學意義

一、CH4生成途徑與同位素比值

二、CH4穩定同位素比值的變化及其驅動因子

三、大氣CH4源與匯的分布

四、熱帶雨林的CH4源

五、植物體內CH4排放通道

第4節大氣及土壤釋放的N2O穩定同位素組成

主要參考文獻

第11章全球變化生態學效應研究

第1節大氣CO2濃度增加對生態系統生產力的影響

一、CO2濃度升高條件下陸地生態系統中碳的去向與滯留時間

二、CO2濃度升高條件下生態系統碳-氮相互作用

三、CO2濃度升高對生態系統水分平衡的影響

四、CO2濃度升高對陸地生態系統生產力的影響

五、CO2濃度升高對生態系統營養關係的影響

第2節全球變暖的生態學效應研究

一、增溫對土壤碳庫動態的影響

二、增溫對土壤礦化過程的影響

三、增溫對不同生長型植物養分關係的影響

第3節降水變化的生態效應

一、降水變化對土壤呼吸的影響

二、降水增加對荒漠群落水分關係的影響

第4節海平面上升的生態效應

第5節大氣氮沉降增加的生態效應

主要參考文獻

第12章穩定同位素與城市生態學

第1節城區CO2同位素組成變化與化石燃料利用

一、城區空氣CO2濃度變化及其源的同位素組成

二、城區CO2主要源的同位素拆分

三、城區化石燃料利用的研究案例

第2節城區植物穩定同位素與植物生理生態響應

一、城區大氣CO2濃度重建

二、城市空氣污染對城區及周邊地區植物的影響

第3節城市空氣顆粒物PM2.5和PM10的穩定同位素研究

一、原理

二、研究案例

主要參考文獻

第13章古氣候、古植被與古生態過程的重建

第1節樹輪穩定同位素

一、樹輪穩定同位素重組古氣候、古生態、古環境的原理

二、樹輪穩定同位素與古氣候、古環境重建研究實例

第2節沉積物穩定同位素

一、沉積物有機質同位素與環境的關係

二、沉積物中生物有機分子穩定同位素與環境的關係

第3節化石材料的穩定同位素

一、化石木

二、動物的骨骼和牙齒

主要參考文獻

第14章穩定同位素與污染生態學

第1節水體污染物的穩定同位素示蹤研究

一、地表水硫酸鹽源的識別

二、地下水中氮化物源的識別

三、近海水體富營養化的發生機理

四、流域水體污染物的同位素時空格局及成因

第2節大氣污染物的穩定同位素示蹤研究

一、空氣硫化物與酸雨

二、空氣污染對植物的生態效應研究

三、大尺度空間範圍大氣硫化物來源追蹤

第3節土壤有機與無機污染物的穩定同位素示蹤研究

一、森林土壤硫元素的循環與轉化

二、土壤氮化物

三、土壤多環芳烴等有機污染物

主要參考文獻

第15章穩定同位素技術與產品溯源和司法偵探

第1節食品溯源與原產地品質保障

一、食品產地溯源穩定同位素技術的原理

二、食品溯源穩定同位素技術應用實例

三、同位素溯源技術與其他溯源技術的區別與聯繫

第2節產品摻假鑑定與消費者利益保護

一、產品摻假穩定同位素鑑定的原理與測定方法

二、產品摻假穩定同位素鑑定的研究與應用實例

第3節違禁物品的追蹤與檢驗

一、理論基礎

二、測定方法

三、古柯葉片穩定同位素比值與生物鹼含量

四、海洛因和嗎啡的穩定同位素比值

五、無水醋酸的碳同位素比值

六、可卡因純度與δ13C的關係

七、毒品來源及其走私途徑的追溯

八、穩定同位素技術在興奮劑檢測中的應用

主要參考文獻

索引

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