稳定同位素样品取样方法
1 植物水分利用效率的研究:
取样部位:叶片
测定指标:d13C
基本原理:d13C分析是评估C3植物叶片中细胞间平均CO2浓度的有效方法。根据Farquhar等(1982),植物的d13C值可由下式来表示:d13C p= d13C a-a-(b-a)×Ci /Ca 式中,d13C p和d13C a分别为植物组织及大气CO2的碳同位素比率,a和b分别为CO2扩散和羧化过程中的同位素分馏,而Ci和Ca分别为细胞间及大气的CO2浓度。可明显看出,植物的d13C值与Ci和Ca有密切的联系。植物组织的d13C值不仅反映了大气CO2的碳同位素比值,也反映了Ci /Ca比值。Ci /Ca比值是一重要的植物生理生态特征值,它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关,因而Ci /Ca值大小也与环境因子有关。另一方面,根据水分利用效率的定义,植物水分利用效率也与Ci和Ca有密切的联系,这可由下列方程式中看出:A= g×(Ca-Ci)/1.6E= g×ΔWWUE=A/E= (Ca-Ci)/1.6ΔW 式中,A和E分别为光合速率和蒸腾速率,g为气孔传导率,而ΔW为叶内外水气压之差。这样,d13C值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率:WUE=由于植物组织的碳是在一段时间(如整个生长期)内累积起来的,其d13C值可以指示出这段时间内平均的Ci /Ca值及WUE值。
注意事项:
² 阳生叶片;
² 光合活性强的叶片(避免新生和衰老叶片);
² 比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的d13C值与气候和水分条件是否接近。特别是在森林生态系统中,植物叶片d13C值存在明显的冠层效应,即愈接近森林地表,植物叶片的同位素贫化(isotopic depletion)效应愈明显,产生这一效应的原因主要有两个:一个是林冠内部形成的光强梯度,光强下降导致较高的Ci/Ca;第二是林下植物和土壤呼吸释放含有较低13C的CO2。
前处理:尽可能立即烘干;测定前要粉碎过60-80目筛
难题:高大乔木取样;地理跨度很大或气候条件差异明显的地点间的比较