碳氢氧氮稳定同位素在生态学中的研究案例
碳氧稳定同位素在第四纪研究中的应用
碳氧稳定同位素在第四纪研究中的应用摘要：质子数相同而中子数不同的原子称为同位素（isotope），无可测放射性的同位素为稳定同位素。
13C、18O则作为两种普遍存在于第四纪沉积物研究中发挥了重要作用，本篇文章试从13C、18O在第四纪研究的几个主要方面的应用作以描述。
关键词：13C18O 稳定同位素第四纪研究自然界许多元素有同位素，元素中不同同位素具有不同的丰度，衡量丰度的有两种表示方法：绝对丰度、相对丰度。
而同位素丰度在各种地质载体中是不同的，有着一定的变化范围，其中由于质量差异引起的同位素效应，使同位素分馏在自然界各种地质作用中很常见，其受浓度梯度和温度梯度等因素影响，元素越轻效应越强。
而且其随着周围环境的变化而变化，根据不同沉积体中各时期同位素丰度效应我们能够推测第四纪环境的变迁。
13C、18O在沉积体中作为高分辨率古气候研究的载体，因其与气候的密切相关性，为研究提供了可靠性；这一研究手段在近些年来逐渐受到重视，并在深海沉积、湖泊沉积物、黄土、冰心、岩芯、洞穴沉积以及动植物化石等多种载体中得到成功的应用。
其载体不同，δ13C、δ18O的变化与温度、湿度等变量的相关性也可能呈现不同的变化趋势。
以下我们从几个常见的13C、18O应用方向进行举例分析：1、树木年轮稳定同位素与气候变化关系树木的生长是一个吸收CO2、H2O进行光和作用的过程。
树木在光合作用过程中吸收的CO2、H2O是树木有机组成中C、H、O的唯一来源，因而树轮中C、O同位素组成应能反映树木生长时大气圈（CO2）和水圈（H2O）的同位素组成特点。
同时，光合作用过程也是一个受环境气候因子制约的同位素分馏过程，经过这一过程的树轮同位素组成，也应记录生长时气候因子的信息。
由于外界环境变化及植物生理过程对树木的影响，在树木与外界进行C、H、O元素交换时，就会产生元素的同位素的分馏，通过研究植物中稳定同位素的变化情况，就能了解过去环境中降水同位素的组成、降水量、温度和湿度等的变化情况。
稳定同位素技术在生态科学研究中的应用
稳定同位素技术在生态科学研究中的应用稳定同位素技术是一种先进的分析技术，其应用范围非常广泛，包括医学、环境科学、生态学等。
其中，生态学是一个非常热门的研究领域，稳定同位素技术在其中的应用越来越受到重视。
本文将介绍稳定同位素技术在生态科学研究中的应用。
一、稳定同位素技术的基本原理稳定同位素技术的原理是利用同位素的物理性质进行对比分析。
同种元素的不同同位素具有不同的质量数，因此在化学反应中其代表的物理参数也会有所不同。
在这里，我们以碳同位素为例进行介绍。
碳元素的三种同位素分别是12C、13C、14C，其中12C和14C 为稳定同位素，而13C为非稳定同位素。
在自然界中，12C的比例最高，13C的比例稍低，而14C的比例非常低。
当有机物质参与化学反应时，不同碳同位素的比例也会随之变化。
利用稳定同位素技术，我们可以通过测量不同碳同位素的比例来推断有机物质的来源、代谢途径等信息。
二、 1. 食物链研究稳定同位素技术可以用来研究食物链的物质传递。
不同生物体之间的碳同位素比例存在差异，因此可以通过测量同一食物链中不同生物体中碳同位素比例的变化来揭示物质传递的规律。
例如，通过测量草地生态系统中不同植物、土壤、昆虫、鸟类等生物体的碳同位素比例，可以了解不同生物体的食物释放源、食物选择行为等信息。
2. 水循环研究稳定同位素技术可以用来研究水循环的过程。
水分子中的氢原子存在两种同位素，分别是普通氢（1H）和重氢（2H）。
稳定同位素技术可以通过测量水中两种氢同位素的比例来揭示水循环的过程。
例如，在气候变化研究中，可以通过测量降水中重氢的含量来了解水循环的速度、路径等信息。
3. 氮循环研究稳定同位素技术可以用来研究氮循环的过程。
氮分子中存在两种同位素，分别是14N和15N。
在自然界中，14N的比例远高于15N。
稳定同位素技术可以通过测量不同生物体或环境中14N和15N的比例来揭示氮循环的过程。
例如，在土壤氮循环研究中，可以通过测量不同生物体、土壤、水体中15N的比例来了解氮转化的速度、途径等信息。
稳定同位素比值分析在地球科学中的应用
稳定同位素比值分析在地球科学中的应用稳定同位素比值分析是一种广泛应用于地球科学领域的技术手段，通过测量不同元素的同位素组成，可以揭示地球历史、环境变化和地质过程等方面的信息。
本文将从碳、氮、氧和硫等多个元素同位素比值分析的应用角度出发，介绍稳定同位素比值分析在地球科学中的重要性和作用。
首先，碳同位素比值分析在地球科学中具有重要作用。
碳同位素分析可以用于研究全球碳循环、古气候变化和生物地球化学过程。
例如，通过测量古代植物或动物化石中的碳同位素比值，可以推断古气候的变化情况。
另外，碳同位素比值还可用于确定不同植物群落的类型和营养水平，从而帮助生态学家了解植物演化和环境变化的关系。
其次，氮同位素比值分析在地球科学研究中也有广泛应用。
氮同位素组成可以揭示氮的起源、氮素循环和生态系统中的氮转化过程。
通过分析土壤和水体中的氮同位素比值，可以了解农业和工业活动对生态系统的影响。
此外，在考古学领域，氮同位素比值还可用于判断古代人类的饮食结构，从而研究人类的迁移和文化演化。
第三，氧同位素比值分析在地球科学领域有着重要的应用价值。
氧同位素分析常用于研究古气候变化、水循环和地质过程。
例如，通过分析深海沉积物中的氧同位素比值，可以推断过去数百万年内的全球海洋温度变化。
另外，氧同位素比值还可用于确定水体来源、水体的补给路径和地下水与地表水的交换过程，从而帮助管理地下水资源和解决水资源开发利用中的问题。
最后，硫同位素比值分析也在地球科学研究中发挥着重要作用。
硫同位素组成可以用于研究沉积岩和矿石形成的环境条件、岩石变质和火山活动的过程以及生态系统中的硫循环等。
例如，通过分析古代海洋沉积物中的硫同位素比值，可以揭示过去海洋微生物活动和古地理环境之间的关系。
此外，硫同位素比值还可用于判断鱼类和贝类等水生动物的生活习性和栖息地。
综上所述，稳定同位素比值分析在地球科学中的应用范围广泛且多样化。
从碳、氮、氧和硫等元素的同位素比值分析，不仅为科学家们揭示地球历史、环境变化和地质过程提供了重要的信息，而且对于生物地球化学、气候变化、生态学、地质学、考古学等学科的研究都具有深远的意义。
稳定同位素示踪技术在生态学中的应用
稳定同位素示踪技术在生态学中的应用生态学是关于生物和环境互动关系的科学，它研究的核心问题之一是物质循环的过程和机制。
而稳定同位素示踪技术（Stable Isotope Tracing Technology）则是生态学中的一个重要工具，它通过对生物体内稳定同位素的监测和分析，揭示了生态系统中不同生物群体之间和物质之间的相互作用与循环过程，为我们深入了解生物和环境互动关系提供了有力支撑。
本文将从稳定同位素示踪的原理、示踪技术的种类以及它们在生态学中的应用等方面进行探讨。
一、稳定同位素示踪的原理稳定同位素示踪技术利用天然界中稳定同位素的相对丰度差异，来揭示各种生物或化学物质在环境中的循环和转化过程。
通俗地讲，自然界中存在着多种同种元素的同位素，其中相对丰度较高的同位素数量比较多，而相对丰度较低的同位素数量相对较少。
因为不同的同位素性质各异，所以它们在物质的各种过程中表现出不同的稳定性和反应活性。
比如水分子中氢原子的同位素就有稳定的氢-1、氘-2和氚-3，其中氢-1相对丰度最高，氚-3相对丰度最低。
同样，空气中的二氧化碳分子中碳原子也有稳定的碳-12、碳-13和碳-14，其中碳-12相对丰度最高，碳-14相对丰度最低。
这种差异可以利用质谱仪等仪器对稳定同位素进行检测和分析，从而揭示物质在生命体内和生态系统中的各种过程和转化。
二、示踪技术的种类稳定同位素示踪技术是一类复杂的实验手段，它可以应用于各种生物或化学物质的追踪和定量分析。
在生态学中，常用的示踪技术主要包括以下几种。
1. 激光荧光同位素比值仪激光荧光同位素比值仪是最常用的稳定同位素比值分析仪器，它通过激光诱导荧光技术，将样品中的稳定同位素分子转化为高能态激发态分子，利用荧光发射光谱测量不同同位素所发射的光谱波长，从而计算出它们的相对丰度比值。
2. 气相色谱质谱仪气相色谱质谱仪是目前最灵敏、最精确的稳定同位素示踪仪器，它能够检测不同同位素分子的相对丰度比值，常用于确定各种生物分子、尤其是蛋白质和氨基酸等化合物的同位素组成，以及微生物群体和植被的碳、氮同位素参量等方面的研究。
碳氢氧稳定同位素在草地生态系统水循环研究中的应用
收稿日期：２０１９０５１７ 修回日期：２０１９０７０８ 基金项目：国家自然科学基金项目（３１６７０７２０，３１１７０６６１，３１８７０７１６）；林业公益性行业专项（２０１５０４４２３）。 通讯作者：徐庆，博士，研究员，主要从事稳定同位素生态学研究．Ｅｍａｉｌ：ｘｕｑｉｎｇ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
第 ６期
本文综述了碳氢氧稳定同位素在草地生态系统 水循环研究中的国内外进展，并展望其未来的应用 前景，对我国草地资源保护、科学利用以及退化草地 生态系统恢复等具有重要的指导意义。
１ 稳定同位素基本概念和原理
稳定同位素是指某元素中不发生或极不容易发 生放射性衰变的同位素。天然存在于水分子中的氢 有１Ｈ（氕）和 Ｄ（氘）共 ２种稳定同位素，氧有１６Ｏ、１７Ｏ 和１８Ｏ共 ３种稳定同位素；天然碳有１２Ｃ和１３Ｃ共 ２种 稳定同位素。不同环境条件下，各水体 （包括植物 水）氢氧稳定同位素和植物组织中碳稳定同位素组 成不同，因此，可通过分析其微小变化，定量研究陆
δＸ（‰）＝（Ｒｓａｍｐｌｅ／Ｒｓｔａｎｄａｒｄ－１）×１０００‰ 式中：Ｒｓａｍｐｌｅ是样品中元素的重轻同位素丰度比 （如 Ｄ／Ｈ，１８Ｏ／１６Ｏ，１３Ｃ／１２Ｃ）；Ｒｓｔａｎｄａｒｄ是国际通用标准 物的重轻同位素丰度之比 （氢、氧稳定同位素采用 ＶＳＭＯＷ 标准）。
２ 氢氧稳定同位素在草地生态系统水 循环中的应用
摘要：碳氢氧稳定同位素是存在于天然水体和植物组织中的良好的示踪剂，具有较高的灵敏度与准确性，可系统
和定量地阐明草地生态系统水循环过程及各水体的转化关系、植物水分利用策略以及植被对全球变化的响应机
制等。本文概述了稳定同位素的基本概念和原理，总结和分析了草地生态系统水循环的研究方法和现状，重点
探讨和综述了氢氧稳定同位素技术在草地生态系统水循环过程（包括大气降水、地表水、土壤水、地１１４９８（２０１９）０６０１３００７
碳氢氧氮稳定同位素在生态学中的研究案例
碳氮氢氧稳定同位素示踪技术在生态系统研究案例稳定同位素作为示踪剂广泛应用于生态循环和大气循环中的相关研究。
研究人员通过测量空气、植物和土壤中的稳定性同位素组成，进而研究传统生态学无法解释的复杂生态学过程，例如：碳同位素用于分析生态系统CO2循环，区分碳通量研究中各组分的贡献率，确定不同物种对全球生产力的分配和贡献；氢氧同位素用于分析植物对土壤水分的利用效率，进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散；氮同位素用于分析植物及生态系统的氮素循环，通过反硝化细菌转化成N2O，根据15N在N2O分子的不同位置，可以示踪N素循环的不同化学反应过程。
在这些生态研究中，要求使用的设备同时具备高环境耐受性、高精度、高测量速度及宽量程等特点。
美国Los Gatos公司采用专利的OA-ICOS技术（第4代CRDS技术）设计的一系列稳定同位素分析仪，具有操作温度范围宽、量程宽、高速、高精度的优点。
能够满足实验室野外多点长期同步监测、不同高度长期同步监测等研究的需要。
其与其他传统测量方法相比，改进了对外界温度、压力变化比较敏感的缺陷，具备无法比拟的优势，适用范围也大大得到扩展。
一、测量原理LGR：采用OA-ICOAS技术，符合Beer-Lambert定律，通过测量光损失来确定未知物质的浓度；通过改变入射激光的波长，一次扫描测量需要的全部光谱，每秒300次测量，做平均，从而保证了多点连续监测的同步性以及高精度性。
特点：1、测量速度非常快，每秒300次全光谱扫描取平均，测量速度及精度远超传统质谱仪；2、一次扫描测量全光谱，实时显示光谱曲线，即使温度压力的变化引起峰漂移也不会影响到峰面积的变化；3、离轴的光腔设计，避免反射光与入射光直接的相互干扰，信噪比低；4、通过峰面积来计算位置物质的浓度，所以测量范围很宽；二、 试验方案1、碳氧稳定同位素示踪设计方案1.1土壤-植物根系呼吸的区分利用土壤、植物根系呼吸产生的CO2中13C同位素信息，可以区分它们各自在总呼吸中所占的比例，同时对18O同位素进行监测，使得多混合源的同位素区分成为可能。
稳定性同位素技术在生态学上的应用_易现峰
3 稳定性碳 、氮同位素比值定是通过下线
(offline)燃烧法进行 , 该方法不仅操作繁琐 , 而且费 时费 力[ 13] 。 目前同位 素比值 可以在 线(online)测
定 , 气体样品的制备和同位素含量的测定实现了流
程化操作 , 因而省时省力 , 且精确度高 。 国内有很多
提是弄清系统基底层的碳同位素分布模式以及影响 它们的物理 、化学以及生化分馏过程 。针对碳流动
的研究主要依赖于消费者本身与其潜在食物之间的
碳同位素组成上的紧密联系 。在营养流动方面 , 主 要集中于不同来源碳素在生态系统中的流动上[ 77] ,
其中最多的是应用稳定性碳同位素来研究不同光合 型(C3 、C4 和 CAM)植物对昆虫碳源的贡献[ 32, 34 , 67] 和营养关系[ 31 , 33, 59] , 因为不同光合型植物的稳定性 碳同 位素 组成 差 异很 大[ 13 , 14, 85] 。 C3 (Calvin 途 径 的)植 物通 过 RuBP 羧 化酶 固定 CO 2 , 而 C4 植 物 (Hatch-Slack 途径)以 PEP 羧化酶固定 CO2 。 2 种 途径中不同的羧化酶对13 C 的排斥效应不同 , 这样 就使得 C4 植物的 δ13C 值介于 -17 ‰～ -11 ‰, 平 均值约为 -13 ‰[ 38] ;而 C3 植物的 δ13C 值在 -34 ‰ ～ -25 ‰, 平均值约为 -27 ‰[ 14, 16 , 17] 。 具有 CA M 光合途径的植物的 δ13C 通常介于 C3 和 C4 植物的 之间 , 约为 -34 ‰～ -11 ‰[ 13 , 85] 。 通过稳定性同位 素的质量平衡原理 , 便可以得知消费者对不同光合 型植物的利用情况 。当然 , 对于更高的营养阶层 , 也
碳和氮循环在生态系统中的作用研究
碳和氮循环在生态系统中的作用研究生态系统是由各种不同生物和非生物元素组成的复杂社会生态系统，其中碳和氮循环在维持生态系统平衡中扮演重要的角色。
这两种元素通过循环过程在自然界中不断转换、交换和重新分配，从而保持环境稳定和生物多样性。
本文旨在探究碳和氮循环的作用和互动，以及它们如何影响我们日常生活和我们的地球。
碳循环是指碳在地球大气层、陆地、海洋之间的流动和转换的过程。
碳循环主要涉及三种不同类型的过程：生物、地球化学和人类活动。
其中，碳在生物过程中的循环被认为是最重要的环节。
植物吸收二氧化碳和水进行光合作用，照耀下產生氧氣與碳水化合物（如葡萄糖、葡萄糖（carbohydrate）。
海洋的浮游植物和微生物也能进行光合作用產生碳水化合物，它們首先在食物链的底部，并随后被转移到顶端的肉食性动物。
当这些生物死亡并被分解时，它们的有机物被还原为二氧化碳并释放到大气中。
地球化学过程也是碳循环的重要组成部分。
在这些过程中，碳可以通过多种方式进入和离开大气层。
例如，大气中的二氧化碳可以经由下雨、沉积和生物吸收而进入海洋，而生物在去世后由分解产物氧化而将碳释放回大气层。
此外，碳还可以以形成化石燃料的方式随着地球的运动而在地层中保留。
人类活动对碳循环的影响巨大，并导致了二氧化碳浓度的快速上升。
我们不断开发和使用化石燃料，致使全球碳排放大量增加。
这些排放对气候变化和环境污染产生了重大影响。
氮循环是指在地球上，氮在氛围中、土地、海洋间的循环交换活動。
氮循环的过程是一个循环往复的过程。
氮的形式在空气、土地和水中不断相互转化。
氮是生命体所需的重要元素，它是组成蛋白质和核酸的基本元素。
植物通过根系吸收氮，并将其转化为无机盐或生物可用形式的有机化合物。
草食性动物通过吃这些植物，而进入到其系统中，并形成一个庞大的食物链。
当这些生物死亡后，它们被分解和氧化，导致氮被还原为无机形式并释放到土壤或水中。
氮循环在自然界中也发生许多化学过程，如氮气脱氢和氨氧化。
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碳氮氢氧稳定同位素示踪技术在生态系统研究案例稳定同位素作为示踪剂广泛应用于生态循环和大气循环中的相关研究。
研究人员通过测量空气、植物和土壤中的稳定性同位素组成，进而研究传统生态学无法解释的复杂生态学过程，例如：碳同位素用于分析生态系统CO2循环，区分碳通量研究中各组分的贡献率，确定不同物种对全球生产力的分配和贡献；氢氧同位素用于分析植物对土壤水分的利用效率，进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散；氮同位素用于分析植物及生态系统的氮素循环，通过反硝化细菌转化成N2O，根据15N在N2O分子的不同位置，可以示踪N素循环的不同化学反应过程。
在这些生态研究中，要求使用的设备同时具备高环境耐受性、高精度、高测量速度及宽量程等特点。
美国Los Gatos公司采用专利的OA-ICOS技术（第4代CRDS技术）设计的一系列稳定同位素分析仪，具有操作温度范围宽、量程宽、高速、高精度的优点。
能够满足实验室野外多点长期同步监测、不同高度长期同步监测等研究的需要。
其与其他传统测量方法相比，改进了对外界温度、压力变化比较敏感的缺陷，具备无法比拟的优势，适用范围也大大得到扩展。
一、测量原理LGR：采用OA-ICOAS技术，符合Beer-Lambert定律，通过测量光损失来确定未知物质的浓度；通过改变入射激光的波长，一次扫描测量需要的全部光谱，每秒300次测量，做平均，从而保证了多点连续监测的同步性以及高精度性。
特点：1、测量速度非常快，每秒300次全光谱扫描取平均，测量速度及精度远超传统质谱仪；2、一次扫描测量全光谱，实时显示光谱曲线，即使温度压力的变化引起峰漂移也不会影响到峰面积的变化；3、离轴的光腔设计，避免反射光与入射光直接的相互干扰，信噪比低；4、通过峰面积来计算位置物质的浓度，所以测量范围很宽；二、 试验方案1、碳氧稳定同位素示踪设计方案1.1土壤-植物根系呼吸的区分利用土壤、植物根系呼吸产生的CO2中13C同位素信息，可以区分它们各自在总呼吸中所占的比例，同时对18O同位素进行监测，使得多混合源的同位素区分成为可能。
1.2 生态系统尺度光合作用和呼吸作用区分由于光合和呼吸有着不同的同位素标签，所以可以利用同位素有效的区分这两种不同的通量。
有研究已经把这种方法应用到生态系统尺度（Dan Yakir & Xue-Feng Wang, Fluxes of CO 2 and water between terrestrial vegetation and the atmosphere estimated from isotope measurements, Nature, Vol 380 11 APRIL 1996.Dan Yakir & Leonel da Silveira Lobo Sternberg, The use of stable isotopes to study ecosystem gas exchange, Oecologia (2000) 123: 297–311.）通过架设廓线系统，在4-5个不同高度的塑料管口抽取气样，取样点包括冠层边界层和大气本地区域，同时测量各点的CO2/H2O浓度，以及同位素丰度，测量各层风速和温湿度。
1.3单点或多点廓线野外连续碳氧稳定同位素监测单点监测只需配备CO2同位素分析仪主机和单点气体进样管路，为了防止外界灰尘进入污染管路及分析仪主机，我们采用多级过滤系统，除了主机进样口的过滤器外，在各管路的进样口都配备了进口的过滤器。
为了阻止外界液态水（如下雨、晨露等）进入管路及仪器主机，我们采取开口向下的进样口布置方式，同时在各通道管路进样口末端加配了防水过滤器，过滤精度：< 1微米，能够阻止液态水进入管路，但不影响气体的进入。
多点连续监测，我们采取了如下措施：①多路器，附多路控制系统，能够自动控制不同管路间的切换，切换时间秒级。
多路器分8路和16路两种。
16通道多路器②多路管路进样系统：为了防止外界灰尘进入污染管路及分析仪主机，采用多级过滤系统，除了主机进样口的过滤器外，我们在各管路的进样口都配备了进口的过滤器。
为减少管路的吸附效应，经反复做了试验对比，发现特氟龙管路的吸附效应最小，本设计我们采用特氟龙管路，同时在进样管路外加套PVC管，用以防止老鼠及昆虫叮咬对进样管路造成破坏。
为了保证各管路气体的流速均匀一致，我们在管路末端加配了气体流速调节器，能够调整各通道管路内的气体流速均匀一致。
③多通道气体流速同步控制系统：通过加配外置泵及三通阀，外置泵对多路器附属管路连续抽气，调整了各通道间的气体流速，从而保证不同通道之前气流采集的完全同步，通过加配三通阀，调整各通道的气体流向，能够实现不同通道管路的切换，始终保持进入分析仪主机的气流具有同时性。
④野外在线多点连续监测系统示意图：1、测量需求，通道少，管路<10米2、测量需求，通道多，管路>10米1.4植物-土壤-大气碳氧稳定同位素示踪采用无损燃烧前处理技术和中红外激光光谱技术，将成熟的TOC分析测量单元与CO2同位素分析仪主机进行整合，能够实时测量并输出稳定同位素δ13C、δ18O比率等数据。
在操作上首先将植物或土壤样品在TOC分析仪中高温燃烧，将其中的有机物转化成CO2，进而通过CO2分析仪主机测量其中的碳氧稳定同位素，通过对各组分碳氧稳定同位素的拆分，研究植物‐土壤‐大气之间CO2的循环，结合液态水同位素分析仪测定的氢氧稳定同位素数据，可进一步探讨CO2及H2O在呼吸和光合作用的生态学意义。
2、氢氧稳定同位素示踪设计方案2.1植被对土壤水分的利用来源氢氧稳定同位素可用于区分不同生态型或植被类型的植物根系对水分的利用吸收情况进而研究同一生境中的共生植物对土壤水分利用竞争关系。
2.2土壤蒸发与植被蒸腾的拆分广义的水分蒸发包括土壤或水体表面的蒸发和植被的水分蒸腾，对于植物组织水和土壤水，理加联合自己研发了有中国知识产权局颁发专利证书的真空抽提设备，对植物组织和土壤中的水分抽提率可达98%以上。
通过对植物土壤水分和植物组织水分进行真空抽提，将收取的样品直接通过水同位素分析仪进行测量，配合大气水汽中的氢氧稳定同位素，进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散。
1、配套设备E T +=ETE T ET ET δδδ×+×=×E TET E ET ET δδδδ−−==Tf TE EET ET 1δδδδ−−==−E f 2.3氢氧稳定同位素的长期在线监测Manish Gupta (2009)，采用了自动原位取样、连续测量的方式，在三次强降雨过程中连续测量溪水中和降水中稳定性同位素比例，发现溪水中氢氧稳定同位素的值并不随雨水氢氧同位素的变化而变化，这一结果说明，溪水的主要水分补给主要是土壤的潜水，而不是直接来自大气降水。
3、氮氧稳定同位素示踪设计方案3.1N2O源和汇的区分（单点及多点或廓线研究）N2O做为一种重要的温室气体，越来越受到科研人员的关注，其中15N含量可以提供N2O地化循环的重要示踪信息，这是因为许多生物化学过程存在不同的同位素特征。
N2O 是一种线性非对称的分子(N–N–O)。
一个氮原子在中间（α），另一个氮原子在一侧（β）。
因此，我们可以利用这个特点来区分重的氮同位素，命名为14N15N16O 和15N14N16O，代表15N和15Nβ。
通过LGR氧化亚氮同位素分析仪对δ15N、δ15Nα和δ15Nβ的测量可以量化N2O α的源与汇。
选配手动进样装置和多路器后，也可以测量气袋内的气体样品，同时可以N2O的多点长期监测或廓线监测。
3.2细菌反硝化法示踪土壤-植物之间的N素循环通过将土壤、植物组织之间的硝酸盐反硝化成N2O，利用N2O同位素分析仪主机测定其中的δ15Nα、δ15Nβ和δ18O，进而分析土壤-植物之间的N素循环。
首先建立细菌反硝化池，将反硝化成的N2O气体接入分析仪主机进行测定。
三、 LGR仪器野外在线连续监测实例LGR仪器设备在国际和中国国内都有野外长期在线连续监测的先例，其中国内一些单位在线连续监测的设备及监测项目如下：1、中国林业科学院河南济源生态站：水汽-二氧化碳同位素2、中科院地理所江西千烟洲站：水汽-二氧化碳同位素3、中国科学院东北地理所：温室气体分析仪，温室气体浓度与通量。
地点：漠河、三江等4、内蒙古农业大学草原生态站：温室气体分析仪，温室气体通量5、北京林业大学：温室气体分析仪，温室气体廓线+土壤呼吸6、中国水利科学院：温室气体分析仪，多点土壤呼吸监测7、中国气象局气象科学研究院拉萨站：氨气分析仪，长期连续监测8、南京水科院滁州站：液态水同位素分析仪，人工模拟降雨重力分馏水同位素连续监测9、南京信息工程大学太湖站：水汽同位素连续监测10、浙江农林大学天目山站：水汽同位素连续监测11、上海环境科学院：温室气体分析仪+土壤呼吸12、上海市气象局崇明岛：CO2/CH4/N2O涡度相关长期监测13、中科院南京土壤研究所常熟站：氨气分析仪，施肥后氨气排放在线监测14、中科院大气物理所：氧化亚氮分析仪，N2O多层廓线长期监测15、中科院大气物理所：温室气体分析仪，CO2/CH4多层廓线长期监测16、中科院大气物理所：氨气分析仪，氨气廓线监测17、中科院亚热带农业生态研究所：氧化亚氮分析仪，N2O涡度相关18、中科院亚热带农业研究所：温室气体分析仪，CO2/CH4涡度相关19、中科院亚热带农业研究所：氨气分析仪，氨气廓线监测东北地理所三江站温室气体野外连续在线监测系统（空气温度高达39度）中国林科院济源站水汽-二氧化碳同位素廓线连续监测系统北京八达岭林场梯度法通量测量三峡大学温室气体通量研究土壤/水面碳通量与碳同位素多点长期监测系统NOAA利用LGR气态水同位素分析仪连续监测水汽同位素廓线研究LGR液态水同位素分析仪溪水、地表径流、降雨、融雪多点连续监测系统廓线通量研究‐利用LGR仪器快速测量的特点，通过多路器，分别测量大气本底浓度，近地表浓度梯度，近冠层浓度梯度，区分土壤和森林的通量组分Soil, plant, and transport influences on methane in a subalpine forest under high ultraviolet irradiance. Biogeosciences (2009)南极科考队利用LGR仪器连续监测甲烷浓度Lake Untersee, Antarctica (NASA)土壤甲烷排放Nature 2008;456 (7222):628-30 Large tundra methane burst duringonset of freezing俄罗斯科学家应用LGR快速甲烷分析仪进行涡度相关测量。