青藏高原高寒牧区土—草—畜—人物质循环过程中稳定碳、氮同位素的分析

发布时间：2017-04-01 22:09

  本文关键词：青藏高原高寒牧区土—草—畜—人物质循环过程中稳定碳、氮同位素的分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：稳定性同位素是指原子核稳定,本身不会自发进行放射性衰变或者核裂变的同位素,是存在于自然界中不具有放射性的一类同位素。生态系统各组成要素中由于自然环境等条件的不同而产生的稳定同位素丰度值的不同能够反映各要素元素组成特点以及元素在要素间流动时的特点。青藏高原被誉为地球的第三极,环境恶劣,生态系统简单且脆弱。特殊的地理、气候特点使得青藏高原生态系统生来便具有脆弱易受破坏、破坏后难以恢复等特点。氮素是生态系统中一种重要的营养元素,是每种生物在生长发育过程中必不可少的营养元素之一。而碳循环是自然界物质循环中最重要同时也是最基础组成部分之一。因此,对于青藏高原草地生态系统中碳、氮元素的流动、转化特点的研究至关重要。我们的试验选取了青藏高原5个不同海拔高度的地区;以牧场土壤、家畜可食牧草、牦牛尾毛、藏羊毛、牧民头发为研究对象;测定这些样品中的稳定碳、氮同位素δ~(13)C、δ~(15)N值,全碳、全氮含量;旨在1.分析青藏高原草地生态系统各组成要素中稳定碳、氮同位素δ~(13)C、δ~(15)N值特点;2.试分析青藏高原草地生态系统各组成要素之间,碳、氮元素在土壤-牧草-家畜毛组织-人头发这一物质流动过程中稳定碳、氮同位素的转化、富集情况。通过样品的处理、测定以及数据的分析,我们得出了以下几个结论:1.5个样品采集地区81份土壤样品中有机碳含量的分布范围是2.53~13.26g/kg,总平均值为6.161g/kg;δ~(13)C值范围在-28.03‰~-18.55‰,平均值为-25.29‰,两者整体呈现显著负相关关系(P0.05)。全氮含量的分布范围是1.18~0.21g/kg,总平均值为0.54g/kg;δ~(15)N值范围在9.33‰~2.30‰,平均值为5.82‰,两者整体呈现不显著负相关关系。2.5个样品采集地区85份牧草样品中全碳含量52.21~26.42g/kg,平均值为42.30g/kg;δ~(13)C值范围在-29.62‰~-24.96‰,平均值为-27.36‰;牧草样品中的全碳含量和δ~(13)C值均存在不显著的正相关关系(P0.05)。全氮含量的分布范围是4.73~1.23g/kg,总平均值为2.42g/kg;δ~(15)N值范围在8.39‰~-2.52‰,平均值为2.87‰,两者整体呈现极显著正相关关系(P0.01)。5个样品采集地区总计315份牦牛尾毛样品中,δ~(13)C值大小在-21.32‰~-25.05‰之间,平均δ~(13)C值含量-23.64‰,样品分布均匀;δ~(15)N值变化范围在7.92~2.21‰之间,平均δ~(15)N值4.22‰。3.5个样品采集地区总计258份藏羊毛组织样品中,δ~(13)C值大小在-20.02‰~-24.75‰之间,平均δ~(13)C值含量-23.30‰,样品分布均匀;δ~(15)N值变化范围在8.02‰~2.39‰之间,平均δ~(15)N值4.64‰;5个地区之间藏羊毛样品中δ~(15)N值均相互不存在显著性差异。4.食用相同地区的同一片草原,藏羊毛组织比牦牛尾毛组织更多的富集稳定碳、氮同位素,即同一地区δ~(13)C羊值δ~(13)C牛值,δ~(15)N羊值δ~(15)N牛值。5.年龄阶段、年龄与地区的交互作用两个测试指标对牦牛、藏羊毛发组织中稳定碳、氮同位素丰度δ~(13)C、δ~(15)N值影响甚微。地区之间不同的海拔差异是造成牦牛或藏羊毛发组织中稳定碳、氮同位素丰度δ~(13)C、δ~(15)N值显著差异的主要因素。6.5个地区共146份头发样品中δ~(13)C值分布范围-20.18‰~-24.19‰,平均δ~(13)C值-21.87‰;δ~(15)N值在8.97‰~2.95‰之间,平均δ~(15)N值为7.02‰。性别与地区两项差异指标均分别对牧民头发样品中δ~(13)C值造成显著影响(P0.05)。7.在青藏高原生态系统中,牧草-家畜阶段δ~(13)C值富集因子在3.5‰-4.5‰之间;而家畜-人阶段δ~(13)C值富集因子在1.0‰-2.0‰之间。土壤-牧草阶段平均δ~(15)N值富集因子为2.95‰;在牧草-家畜阶段稳定氮同位素平均富集因子在0.5‰-1.0‰之间。牧民头发相对于家畜毛组织δ~(15)N值富集约2.3‰左右。
【关键词】：高寒牧区 稳定性碳、氮同位素 同位素富集度 营养等级
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S811.5
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-10
• 第一章 文献综述10-22
• 1.1 生态系统中的氮素研究以及稳定氮同位素在研究中的应用10-11
• 1.2 草地生态系统中的碳素研究以及稳定碳同位素的应用11-12
• 1.3 稳定同位素在动物组织器官中的主要研究12-20
• 1.3.1 在动物生态学方向的研究13-14
• 1.3.2 溯源作用14-16
• 1.3.3 食物安全预警以及品质鉴定16
• 1.3.4 在动物医学和动物营养方面的应用16-17
• 1.3.5 动物组织器官中碳、氮同位素组成和分布的特点及影响因素17-20
• 1.3.5.1~(13)C17-19
• 1.3.5.2~(15)N19-20
• 1.4 本试验中研究对象介绍及选择依据20-22
• 1.4.1 藏羊、牦牛介绍20
• 1.4.2 动物组织—毛发的选取及依据20-22
• 第二章 样品采集、处理及测定22-29
• 2.1 样品采集地点概况22-25
• 2.1.1 青藏高原总体地理与气候概况22
• 2.1.2 西藏自治区那曲地区样品采集地古露镇简介22
• 2.1.3 青海省果洛藏族自治州样品采集地简介22-23
• 2.1.4 甘肃省甘南藏族自治州玛曲县样品采集地简介23-24
• 2.1.5 青海省海南藏族自治州贵南县样品采集地简介24
• 2.1.6 甘肃省武威天祝藏族自治县样品采集地简介24
• 2.1.7 藏族地区人们的生活习惯介绍24-25
• 2.2 试验材料预处理方法25-26
• 2.2.1 土壤样品的预处理方法25-26
• 2.2.2 牧草样品预处理26
• 2.2.3 毛发组织的预处理方法26
• 2.2.4 藏族人民的头发样品预处理方法26
• 2.3 样品全碳、全氮含量以及稳定碳、氮同位素相对含量的测定26-28
• 2.3.1 样品中有机碳、全氮含量的测定26-27
• 2.3.2 稳定碳、氮同位素的测定方法27-28
• 2.4 数据处理方法28-29
• 第三章 结果分析29-50
• 3.1 高寒牧区土壤中碳、氮元素及其稳定同位素的测定结果分析29-34
• 3.1.1 高寒牧区土壤中有机碳、δ~(13)C值测定结果及特征分析30-32
• 3.1.2 高寒牧区土壤中全氮、δ~(15)N值测定结果及特征分析32-34
• 3.2 高寒牧区牧草中碳、氮元素含量测定结果34-37
• 3.2.1 高寒牧区牧草中有机碳、稳定碳同位素含量测定结果34-35
• 3.2.2 5个地区牧草样品中全氮、稳定氮同位素含量结果比较35-37
• 3.3 高寒牧区家畜毛发组织中稳定碳、氮同位素特征分析37-40
• 3.3.1 高寒牧区牦牛尾毛组织中稳定碳、氮同位素分析37
• 3.3.2 高寒牧区藏羊毛组织中稳定碳、氮同位素分析37-39
• 3.3.2.1 高寒牧区藏羊毛组织中稳定碳、氮同位素分析37-38
• 3.3.2.2 青藏高原高寒牧区牦牛、藏羊毛组织中稳定碳、氮同位素比较38-39
• 3.3.3 家畜年龄阶段、生活地区因素对毛组织中碳、氮同位素的影响39-40
• 3.4 高寒牧区人头发中稳定碳、氮同位素特征分析40-41
• 3.5 土壤-牧草-牦牛、藏羊-人营养过程中稳定碳、氮同位素δ~(13)C、δ~(15)N值的富集情况41-50
• 第四章 讨论50-58
• 4.1 土壤中稳定碳同位素的δ~(13)C值特征50
• 4.2 稳定碳同位素在牧草中δ~(13)C值特征50-51
• 4.3 牧草中稳定氮同位素δ~(15)N值特征51-52
• 4.4 家畜毛组织中稳定碳同位素δ~(13)C值得主要影响因素52-53
• 4.5 家畜毛组织中稳定氮同位素δ~(15)N值特点53
• 4.6 稳定碳、氮同位素在人头发组织中δ~(13)C、δ~(15)N值特征53-54
• 4.7 稳定性碳、氮同位素在牧草-土壤间的分馏效应54-55
• 4.8 稳定性碳同位素在家畜毛组织-牧草间的分馏效应55-56
• 4.9 青藏高原地区稳定型碳、氮同位素技术在土壤和牧草?牦牛、藏羊?人营养过程中的特征分析56-58
• 第五章 结论58-59
• 参考文献59-65
• 在学期间的研究成果65-66
• 致谢66

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