放射性碳同位素在土壤碳循环中的应用
同位素示踪技术在环境科学中的碳循环解析
同位素示踪技术在环境科学中的碳循环解析随着全球环境问题的日益突出，环境科学的发展成为当今最重要的研究领域之一。
其中，碳循环作为全球气候变化研究的核心，对了解地球系统的动态变化具有重要意义。
同位素示踪技术作为一种精确而灵敏的分析工具，日益被应用于环境科学中的碳循环解析，为我们深入了解碳循环机制和评估人类活动对环境影响提供了重要的手段。
首先，我们需要了解碳循环在环境科学中的重要性。
碳循环是指地球上碳元素在不同环境介质（如大气、水体、土壤等）之间的相互转化与平衡过程。
这种平衡是复杂而脆弱的，任何外界因素的干扰都会对地球系统产生重大影响。
例如，二氧化碳是温室气体的主要成分之一，其排放和吸收的不平衡将导致全球气候变化。
因此，准确地了解碳循环的机制和过程，对于评估和预测气候变化以及环境管理具有重要意义。
同位素示踪技术作为一种用来标记物质的方法，已经被广泛应用于环境科学领域。
其中，碳同位素示踪技术是研究碳循环的重要手段之一。
碳元素有两种主要的同位素：碳-12和碳-13。
这两种同位素在自然界中的丰度比例是稳定的，但由于环境变化和生物过程的影响，不同介质中同位素丰度的比例会发生变化。
通过测量碳同位素的丰度变化，我们可以推断出碳元素的来源和转化过程。
具体来说，同位素示踪技术将标记同位素（如放射性同位素碳-14）引入环境介质中，然后测量标记同位素与自然同位素的丰度比例变化。
通过对比不同介质中同位素丰度的差异，我们可以推断出碳的运动路径和转化过程。
例如，通过测量大气中二氧化碳中碳-14的丰度，可以估算出大气中二氧化碳的存活时间和源头，从而了解大气中二氧化碳的增长机制。
类似地，同位素示踪技术还可以揭示碳元素在土壤中的储存和释放过程，以及海洋中的碳沉积和迁移等。
同位素示踪技术在环境科学中的应用具有广泛的研究领域。
首先，它可以帮助我们了解全球碳循环过程。
通过对不同环境介质中同位素丰度的测量，可以追踪碳元素在大气、水体和陆地之间的相互转化和平衡过程。
c13和c14同位素标记
c13和c14同位素标记
C13和C14是碳的同位素，它们的标记在科学研究中具有重要意义。
C13是碳的稳定同位素，它在自然界中存在的比例约为1%，通常用于研究碳循环、生物地球化学和食物链等方面。
C13标记通常通过将含有C13的化合物加入实验中，以便跟踪其在生物体内或环境中的行为。
C14是碳的放射性同位素，其半衰期约为5730年，常用于放射性碳定年和生物体内代谢路径的研究。
C14标记通常通过将含有C14的化合物加入实验中，利用其放射性衰变过程来追踪化合物在生物体内的代谢路径或者用于确定古代生物体的年龄。
在实验中，科学家们通常会选择合适的同位素标记来追踪物质在生物体内或环境中的行为，从而更好地理解生物体的代谢途径、环境中物质的迁移转化过程等。
因此，C13和C14同位素标记在生物、地球和环境科学研究中扮演着重要的角色。
同时，科学家们也需要谨慎使用这些同位素标记，以避免可能的放射性危害和环境污染。
总的来说，C13和C14同位素标记在科学研究中发挥着重要作用，为我们深入了解自然界和生命体系提供了有力的工具。
13C同位素技术在土壤有机碳研究中的应用
(一).研究背景
宇宙射线在大气中能够产生放射性14C，与氧结合成CO2，后进入所 有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。当有机体死亡后，即会停 止呼吸14C ，其组织内的14C便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消 失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性14C含量，就可推断 其年代。
14C产生 核爆产生14C，核反应方程为：
C3植物(低C/N比)
C3-derived C4-derived SOC
y = 0.0781x - 0.0691 R2 = 0.945 y = 0.1422x - 0.1049 R2 = 0.9624
C4植物(高C/N比)
粉砂
2-53μm >250μm
-1 kg C kg 新增有机 C (g ) (g C SOC soil) Increased
计算方法
The concentration of S. alterniflora-derived C (Csa) in S. alterniflora soil is calculated as following: Csa = f × SOC where SOC is the concentration of organic C (g C kg-1) and f (%) is the proportion of S. alterniflora-derived C in the soil. The proportion of S. alterniflora-derived C in the soil was calculated based on: (1) the 13C of the soil after invasion of S. alterniflora (13Cnew), (2) the 13C of the soil before invasion of S. alterniflora (13Cold) and (3) the 13C of S. alterniflora (13Csa) (Chiang et al., 2004; Cheng et al., 2006): 13Cnew = f × 13Csa + (1 – f) × 13Cold where 13Csa is the mean 13C of S. alterniflora plant materials entering the soil and is the mean value of litters, rhizomes, and roots from S. alterniflora, 13Cnew is the mean 13C of the SOC in S. alterniflora-invaded soil, 13Cold is the mean 13C of the SOC in S. salsa soil, and (1–f) is the proportion of C from S. salsa.
同位素示踪技术在生态环境中的应用
同位素示踪技术在生态环境中的应用同位素示踪技术是一种利用同位素自身特殊性质对物质运动及其转化过程进行研究的技术。
在生态环境中，同位素示踪技术已经成为了研究生物地球化学过程的有力工具，已经被广泛应用于生态系统生产力、物质循环、净沉积、气候变化等多个领域。
同位素示踪技术通过对同位素分布的研究和分析，可以揭示生态系统中各种生物地球化学过程的发生和变化规律，对生态系统内部和外部因素的控制和调节机制的认识和了解起到了重要的作用。
各种同位素分析技术已经被广泛应用于生态环境研究中。
例如，13C同位素标记技术广泛用于分析生态系统中的碳循环变化；15N同位素标记技术可以用于研究氮固定、硝化和脱氮等过程；18O同位素还可以应用于物质循环和水循环的研究中。
根据同位素的特点，同位素示踪技术主要分为放射性同位素示踪和稳定同位素示踪。
放射性同位素示踪一般应用于生态系统中的动态研究，通常采用同位素标记物进入生态系统，通过监测放射性同位素的衰变，来研究生物地球化学过程。
稳定同位素示踪则应用在生态系统的静态研究中，主要通过植物、土壤、水等样品中稳定同位素的分析来研究生态系统中的物质循环和生物生产力状况。
同位素示踪技术在生态环境研究中的应用已经得到了广泛的认可，同时也有了一些实际的应用案例。
例如，在生态系统净沉积的研究中，同位素示踪技术可以用来计算净沉积速率、元素输入输出以及沉积物的来源等。
在洪水期间，物质的输送速率、沉淀的沉积速率也会出现剧烈的变化，这些变化可以通过同位素示踪技术来研究。
同样，在全球气候变化中，稳定同位素示踪技术可以帮助研究人员了解全球气候变化和生态系统之间的关系。
总而言之，同位素示踪技术已经成为生态环境研究的重要手段之一。
通过同位素示踪技术可以更好地了解生态系统内部和外部因素的控制和调节机制，同时也可以对生态系统的保护和管理提供有力的支持。
基于13C同位素的土壤碳循环研究
基于13C同位素的土壤碳循环研究近年来，随着全球气候变化问题的加剧以及人类对土地利用方式的改变，土壤碳循环的研究备受关注。
其中，13C同位素技术成为了研究土壤碳循环的重要手段之一。
一、13C同位素在土壤碳循环研究中的应用13C同位素在土壤碳循环研究中的应用最为广泛，其主要表现为：1. 研究碳来源和归因通过不同碳来源同位素比值变化，可以区分出不同碳的来源地点，达到了了解土壤碳来源的目的。
因为不同来源的碳具有不同的13C同位素比值，所以可以通过比对不同来源物质的同位素比值变化，探究土壤碳的来源并归因。
2. 研究土壤碳库土壤碳库指的是土壤中的有机碳储量，因为13C同位素技术可以通过不同碳来源物质同位素比值的变化，进而探究土壤有机碳的来源和储量。
此外，13C同位素技术还可以通过跟踪土壤碳的分解和转化过程，了解土壤碳库中有机碳的周转率和分解率。
3. 研究碳循环机制13C同位素技术可以跟踪土壤有机碳的起源和增减变化，了解碳在土壤中的转化过程和机制，比如对不同化学反应条件下土壤碳的转化过程以及土壤固碳作用等进行研究。
二、13C同位素在不同生态系统土壤中的研究进展1. 农田土壤在农田土壤中，13C同位素技术广泛应用于所谓的“耕作传统主义”(CT)和“保持耕作”(NT)的比较研究中，该研究以分析耕作前后土壤中不同碳来源物质的13C同位素比值，探究不同耕作方式对土壤有机碳库的影响。
2. 森林土壤在森林土壤中，13C同位素主要用于研究森林残留物对土壤碳的影响以及树木生长及其与周围土壤碳的关系等方面的研究。
3. 草原土壤草原土壤中13C同位素的研究中，关注的主要是草原土壤碳库和草地生态系统条件下的碳循环过程和碳转化系数研究。
4. 湿地土壤湿地土壤的研究则主要关注湿地生态系统的碳库和碳储量，以及通过引入外源碳增强湿地土壤碳库。
三、总结综合来看，基于13C同位素的土壤碳循环研究是一个多学科交叉领域的研究，其在环境科学、生态学等方面都具有广泛的应用前景。
碳同位素技术在陆地土壤碳循环中的应用
碳同位素技术在陆地土壤碳循环中的应用碳同位素技术是一种在地球科学、生态学、农业等领域中被广泛应用的工具，它可以帮助我们更好地了解陆地土壤碳循环的过程、机制和影响因素。
在陆地生态系统中，土壤碳循环是非常重要的一个过程，它直接关系到土壤有机质的积累、植物生长和生态系统的稳定性。
因此，利用碳同位素技术来研究陆地土壤碳循环是非常有意义的。
碳同位素技术可以通过鉴别土壤有机质中的不同碳同位素比例，来研究土壤碳循环的过程和机制。
在自然界中，碳元素存在两种同位素：12C和13C。
这两种同位素的数量比例不同，其中12C的比例大约是99%，而13C只占1%左右。
因为这两种碳同位素的量比例不同，所以它们在地球物质中表现出来的特性也不同，这给了我们研究土壤碳循环的机会。
在土壤中，有机质来源于植物残体的分解，以及土壤生物的代谢活动等，因此土壤有机质中的碳同位素比例会受到这些因素的影响。
在碳同位素技术中，我们通过测定土壤有机质中不同碳同位素的比例，来推断这些过程的具体情况。
在研究农业生态系统中土壤碳循环时，碳同位素技术可以用于研究不同农业生态系统土壤有机质碳同位素比例的变化。
例如，通过比较不同农业生态系统中土壤有机质中13C的比例，可以判断这些生态系统中土壤有机质的来源和类型。
此外，还可以通过测定土壤有机质中13C的比例来研究不同农业生态系统中土壤碳循环的速率、通量和收支等关键指标。
利用碳同位素技术还可以研究土壤有机质动态变化过程。
例如，在森林生态系统中，可以通过测定林下分解物中13C的比例，来研究分解物在土壤中的寿命和变化过程。
通过这样的研究，不仅能够深入了解土壤有机质的形成、分解和循环过程，也能够帮助我们更好地评估生态系统中碳汇的功能。
总之，碳同位素技术在陆地土壤碳循环研究中具有非常重要的应用价值，它可以帮助我们深入了解土壤有机质循环的过程和机制，对于推动农业、生态环境和地球生态系统的可持续发展具有重要的意义。
c14同位素标记
c14同位素标记摘要：一、引言二、c14同位素标记的定义与特性三、c14同位素标记的应用领域1.考古学2.生物学3.地球科学4.环境科学四、c14同位素标记在实际应用中的优势与局限五、我国在c14同位素标记研究方面的进展六、结论正文：一、引言碳-14同位素标记（C14）是一种放射性碳同位素，具有独特的特性，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍c14同位素标记的定义、特性，以及在考古学、生物学、地球科学和环境科学等领域的应用。
二、c14同位素标记的定义与特性c14同位素标记是一种碳原子，其原子核中的中子数为14个。
c14同位素标记具有放射性，其半衰期约为5730年。
由于c14同位素标记在地球上的含量相对较低，因此可以作为一种示踪剂，用于追踪物质的运动和变化。
三、c14同位素标记的应用领域1.考古学在考古学领域，c14同位素标记被广泛应用于测定古物的年代。
通过测定古物中c14同位素的含量，可以推测出古物的年龄，为考古研究提供重要依据。
2.生物学在生物学领域，c14同位素标记被用于研究生物体内的碳循环。
通过测定生物体中c14同位素的含量，可以了解生物体的生长、发育、繁殖等过程，为生物学研究提供重要信息。
3.地球科学在地球科学领域，c14同位素标记被用于研究地球碳循环、气候变化等过程。
通过测定地质样品中c14同位素的含量，可以揭示地球历史上的气候变化、海平面变化等信息。
4.环境科学在环境科学领域，c14同位素标记被用于研究污染物在环境中的迁移、转化等过程。
通过测定环境中c14同位素的含量，可以评估污染物的来源、污染程度，为环境保护提供科学依据。
四、c14同位素标记在实际应用中的优势与局限c14同位素标记的优势在于其具有较长的半衰期，便于进行长时间尺度上的研究；同时，c14同位素标记在地球上的含量较低，可以有效地区分不同来源的物质。
然而，c14同位素标记的局限性在于其含量较低，使得测量精度受到一定限制。
五、我国在c14同位素标记研究方面的进展近年来，我国在c14同位素标记研究方面取得了显著进展。
同位素示踪技术在环境科学中的碳循环解析
同位素示踪技术在环境科学中的碳循环解析概述碳循环是指在地球上，碳元素在不同的生物圈、大气圈、水圈和地球圈之间的交换过程。
了解碳循环对于全球气候变化和环境健康至关重要。
同位素示踪技术是一种广泛应用于环境科学领域的方法，通过分析特定同位素在不同环境中的含量与分布，揭示了碳循环的运动和转化机制。
本文将以同位素示踪技术在环境科学中的碳循环解析为话题，探讨其原理、应用和未来发展方向。
原理同位素是指具有相同质子数但中子数不同的元素，根据同位素在自然界中存在的丰度差异，可以利用同位素比值变化揭示碳循环过程中的运动和转化。
其中，碳同位素主要分为^12C和^13C两种，其丰度差异可通过质谱仪进行精确测定。
同时，同位素示踪技术还可以利用放射性同位素如^14C，在环境中追踪碳元素的动态变化。
应用1. 碳源解析：通过分析环境中不同来源的碳同位素比值，可以确定不同碳源在碳循环中的相对贡献，进而了解碳的来源与汇的关系。
例如，利用同位素示踪技术，研究人类活动对大气中CO2浓度的影响，识别化石燃料燃烧和生态系统呼吸等自然过程的贡献，可以提供准确的碳排放评估。
2. 消失过程解析：利用同位素示踪技术可以示踪有机碳的生物降解和无机碳的催化转化等过程。
例如，通过分析^13C同位素在土壤中的分布，研究土壤有机质的分解速率和机制，可以深入了解土壤呼吸作用对全球碳循环的影响。
3. 季节性变化研究：同位素示踪技术可以帮助科学家揭示季节性碳循环的特征和机制。
通过对季节性的植物生长和呼吸过程进行同位素分析，可以确定不同季节中植物对大气中CO2的吸收和释放情况，为气候模型提供可靠的参数。
未来发展同位素示踪技术在环境科学中的应用已取得了令人瞩目的成果，但仍有一些挑战和未解之谜需要进一步研究和探索。
以下是一些可能的未来发展方向：1. 多同位素组合：同时使用多种碳同位素进行示踪分析，可以提供更全面的碳循环信息。
比如，将^13C同位素与氧同位素（^18O和^16O）组合应用于水体中的碳循环研究，可以揭示陆地-海洋碳交换的机制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
!期
王 琳 等 " 放射性碳同位素在土壤碳循环中的应用
!<
气中核试验 #!$ 的升降效应 ! 用这种方法计算出的周转时间有时会出现 % 个值 " 例如 ! 如果 在 #&’! 年收集的土壤样品的 #!$ 值为 #()*+$ ! 则其对应的周转时间有 , 或 %# 两个值 # 图
# $% 这时 ! 就需要有其它测量值 &如凋落物 ’ 土壤 $-% 气体和土壤碳含量 $ 来进行判断 " 用这
%: $
$$
地
理
科
学
进
展
!" 卷
!#$%&!’(&!"#)#**+#’"#*** !#$%,!-(&$./0123)$.4/56/76+#-"#***
是绝对国际标准 9:; 草酸的碳放射性值 &
!! " !" "
其中 #$./0123 是样品中碳的放射性 $$.5 是样品碳放射性校正到 !#"%#$!8! 时的值 %$.4/56/76 目前 % 放射性碳同位素方法被广泛应用于土壤碳循环中 % 集中起来 % 主要应用于以下几 方面 # 土壤有机质周转速率的测定 % 土壤呼吸释放的 %<! 的放射性测定 % 土壤中细根年龄和 周转时间的计算 % 土地利用变化的研究等等 &
J2KF#ຫໍສະໝຸດ #!$ L73>/3> ;*+$= 7M ?L>28/ N-$ O77P4 Q2>. 8?027R4 >R0378/0 >2S/4 ;?M>/0 H42/.I #&&(=
( 放射性碳同位素测定土壤呼吸释放的 $-%
土壤有机质的分解速率不仅可以通过土壤有机质的碳放射性来测定 ! 还可根据土壤呼
)*+, 等%!&’&!--- $设计了一个土壤呼吸释放 #$! 的放射性同位素测量的设备 ’ 通过建立 模型将土壤呼吸释放的 #$! 的碳放射性值和土壤碳循环联系起来 ’ 并分离出根呼吸和异养
呼吸 % 模型可用公式表示如下 "
!!"!#$!% !%"!!&’()"*+,
.(/ .01
.23#1-.4.25&1.23#1/,06 &723#1-10 .2-1 其中 ’!! 是土壤释放的总 #$!(!2 是根呼吸产生的 #$!(!3 是微生物分解产生的 #$!((
#! #!
#!
#!
#!
$./0123415 模型最大的优点就是不需要核试验前的土壤样品 ! 也不需在两个值中进行
再判断 % 但其假设条件也有所限制 (假设土壤上层部分 &小于核试验效应能影响到的土壤最 大深度 $ 易受大气 #!$-% 的影响 ! 其 #!$ 值等于大气 #!$ 值 ! 且忽略工业效应的影响 9%<:! 则 #&<< 年大气 #!$-% 值近似等于现代碳标准的 #!$ !由此 !&,$式可由 &D$ 式推出 %
!"#VRWHIWDX @2SWHD IAHU2DJYV.GDZ.GXADSAHSJ":$$$
!"#$ "!$$#9$:; %&’$< !$$#9$"4 ()*+ " 国家自然科学基金重点项目 ##$"":$$= $ 资助 4 ,-./ " 王琳 %:>%?!&! 女 ! 在读博士生 ! 主要从事陆地生态系统格局与过程方面的研究 ’ *9@AB3< 3CADEFBEGDHH4AI4ID
种方法得出的周转时间仍是一个在短期内 & 几年或几十年 $ 的平均值 "
$./0123415 和 60781239%#:&#&&($ 计算碳周转时间的方程为 ( $;#&<<= $4>?3@?0@
#! #! #! #!
A ! !"!
#! #!
&, $ &D=
$> A$>B# B;1C!=$>B# C1$!>
从以上式子可推出 "
84%.23#1-.5.23#1/,0’9%.23#1-105.23#1/,0’
.221
(’!!4+) .2!1 23 如果 #$! 气体量 #!!$’ 土 壤 碳 含 量 #) $’ 土 壤 呼 吸 释 放 的 #$! 的 # 含 量 ’ 大 气 #$! 的 23 # 含量和土壤有机质分解释放的 #$! 的 23# 可测得 ’ 则用上式可估计出 4’ 即土壤有机质分 解释放的 #$! 的比率和土壤有机质的分解率 #: $% 然后可以估算出异养呼吸和根呼吸的量 %
B C
D " 放射性碳同位素 ) 土壤碳循环
<EFGH " L:##; +:M>
: 引言
土壤中储存的碳大约是储存在大气中碳的 ! 倍 ! 是储存在活植物体中的 " 倍 N:8!O! 土壤中 碳的 *汇 +* 源 + 状态将在很大程度上影响全球碳的收支与平衡 ’所以对于碳的研究 ! 尤其是对 于土壤中碳的累积和周转动态的研究具有重要的意义 ’ 然而由于缺乏对土壤有机质动态的 深入了解 N:8"8#O! 陆地碳循环的最终机制还未搞清楚 ! 这势必影响全球碳循环及土壤碳库对气 候和土地利用变化的响应程度和时间的相关研究 NMP%O’ 碳的同位素 ! 尤其是放射性碳同位素 ! 为我们提供了一个研究在不同时间尺度的土壤碳循环动态的有效方法 N?P:$O! 从而可以用来评 估土壤碳库对于全球环境变化的响应 ’ 自然的放射性碳同位素是由于大气中宇宙射线产生的中子与稳定性氮同位素 %:#- $ 相 互作用而产生的 ! 其反应式如下 ":#-QD!:#KQR%D 是中子 !R 是质子 $’ 大气中的 :#K 很快被氧 化成 :#K(!! 并通过光合作用和食物链进入动植物体内 ’ 动植物体内的 :#K 值同大气中的一 致 ! 但是当动植物体死亡后 ! 吸收碳的代谢作用停止 ! 就只有碳的衰变而没有新的补充 ’
在这种方法中有一个基本的假设 ’ 即土壤有机质呼吸释放的 #$! 的 23# 可以以植物在 非生长季生命活动最小时的土壤呼吸释放的 #$! 的值来近似估计 % 但是这种假设的正确性 还有待于进一步探讨%2-’% 用这种方法 )*+,%!&’#!---$ 研究了加利弗尼亚土壤呼吸释放的 #$! 的季节性变化 ’ 表明 有机质分解和根呼吸都有明显的季节变化 % 异养呼吸所占的量在生长季约 !-;<=-; ’ 而在 非生长季几乎达到 2--;% 除了土壤温 ) 湿度外 ’土壤特性不同 & 如粘粒含量 ’ 凋落物质量 ’土 壤质地等 $’ 土壤呼吸和有机质分解也不同 ’ 但是土壤矿物和土壤质地影响土壤呼吸的机制 还有待于进一步研究 % 通过测土壤呼吸释放 #$! 的 23# 来测定土壤有机质分解速率的方法与通过直接测定土 壤有机质 23# 的方法所得出的结果是不一样的 & 表 2 $% 一般来说 ’ 直接测量土壤碳含量在短 期内的变化是非常困难的 ’ 因为这种短期的变化与土壤碳储量和碳库的自然变化相比是非 常小的%!0>"-’% 而测定土壤呼吸释放 #$! 的 23# 含量 ’可以有效地测定土壤碳库在短期内 & 季度 和 2 年 $ 的变化 ’ 从而大大拓宽了利用 23# 测定土壤碳循环的时间尺度 ’ 有助于我们更好地 了解土壤碳循环的机制 %
第 !" 卷 第 # 期 !$$# 年 % 月
地
理
科
学
进
展
&’()’*++ ,- )*()’.&/0
1234!"!-24# 56378 !$$#
01234567893:;<=>?
! " !"## $%& !# ’() !# *+& !, -./ !"#
#:4 中国科学院地理科学与资源研究所 ! 北京 :$$:$:; !4 中国科学院研究生院 ! 北京 :$$$">J &
$./3 等 9%,:&%))%$ 利用该方法对中国亚热带地区的鼎湖山保护区的土壤剖面进行研究 !
分层计算出土壤有机质的周转率 ! 并利用周转率 ’ 土壤有机质碳含量 ’ 土壤容重和土层厚度 等参数估算出有机质分解释放的 $-%%
含 量
周转时间 & 年 $ 图# 不同周转时间的活动土壤碳库的 #!$ 含量 &*+$ $& 摘自 H42/.I#&&($
3?
地
理
科
学
进
展
!" 卷
吸释放 #$! 的碳放射性来测定%!&’! 土壤呼吸可分为两部分 " 土壤有机质的微生物分解 #异养呼吸 $ 和根呼吸 %区分土壤有机 质的微生物分解 & 异养呼吸 $ 和根呼吸具有重要的意义 ’ 常规方法如用物理干扰土壤和根的 方法 ’以及用同位素标定的方法都有一定的局限性%!(’% 到目前为止还没有较好的方法 %
%4(%4+#E"+F%4+# %4 (%4+# E"#$+,FE#’%4+#
#$ #$ #$ #$
,$’
!8’
其中 %#%+# 是前一年的碳含量 %#%&# 是前一年的 #$% 含量 %" 是有机碳的输入率 %’ 是有机 碳的周转率##)周转时间 !4 "%$ 是 #$% 的衰变常数 !*G***#!$8) 年 "& 假如核试验前的土壤样品存在 % 可以测定其碳和 #$% 的含量 % 则可以选择最合适的平均 输入率和土壤有机质分解率 % 采取重复迭代方法 % 使其代入方程 !$ "!8 " 后得到的 % 和 #$% 含 量与测量值最接近 & 这种方法需要同一土壤过去和现在的样品以便测定其 % 和 #$% 的含量 % 一般情况下这 一点很难达到 &这一方法的假设前提是 ## "假定土壤有机质的分解率是一个常数 % 不随时间 ’ 气候和土壤性质的转变而变化 & 在这一前提下 % 测得的碳周转率和输入率代表的是在几年到 几十年内的一个平均值 & ! " 假定在任一给定年份输入的碳和当年大气中的碳的 #$% 含量相 同 %也就是说碳的输入和碳的固定之间的时滞不超过 # 年 & 这一假定在有些情况下是不成立 的 %例如针叶林 % 其叶子在成为凋落前会在枝上停留许多年 %这样当其成为地面枯落物时 %它 的 #$% 值就与当年大气的 #$% 值不一样 % 大约有 #* 年的滞后期>!*D& 在 H.I3J>#@D描述的方法中也是基于以上假设 %但是不需要土壤过去的样品 & 然而由于大