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第一章 稳定同位素介绍1

第一节 同位素概念1

第二节 同位素的分类2

第三节 稳定同位素的丰度4

一、同位素丰度4

二、同位素丰度变化4

第四节 同位素化学研究的内容5

一、同位素分布规律研究5

二、同位素分析方法5

三、同位素分离原理6

四、同位素效应研究6

第二章 稳定同位素的测定、表示和标准物8

第一节 稳定同位素的测定方法8

第二节 稳定同位素丰度的表示方法9

第三节 稳定同位素的标准物质11

第四节 稳定同位素样品的制备13

一、稳定碳同位素样品的制备13

二、稳定氮同位素比率的测定方法14

三、稳定氢同位素测定方法15

第五节 稳定同位素比值分析17

一、稳定同位素比例质谱仪（IRMS）工作原理简介17

二、质谱仪的主要特点18

三、稳定同位素质谱仪的基本测量过程18

第三章 同位素效应及稳定同位素分馏20

第一节 同位素效应20

第二节 稳定同位素分馏21

一、动力学非平衡分馏21

二、物理分馏22

三、动力分馏22

四、平衡分馏23

五、生物化学分馏23

六、同位素分馏残余24

第三节 稳定同位素地球化学24

一、氢、氧同位素地球化学25

二、各种自然状态水的同位素组成27

第四章 稳定同位素在植物生理生态学中的应用29

第一节 稳定碳同位素与植物的光合途径29

第二节 稳定碳同位素与植物的水分利用率41

第三节 植物光合作用过程中稳定碳同位素的分馏机制43

第四节 C3、C4和CAM植物稳定碳同位素组成的差异46

第五节 稳定同位素与植物的抗性生理51

一、光强及光质52

二、大气CO2浓度及其稳定碳同位素组成54

三、植物群落冠层碳同位素组成的变化55

四、水分状况56

五、温度57

六、盐分和营养元素59

七、环境污染的影响60

第六节 稳定同位素与树木年轮学60

一、树轮与稳定碳同位素61

二、树轮与稳定氢同位素66

三、树轮的氧同位素研究69

第七节 稳定同位素在产品质量和安全检测上的应用72

一、稳定同位素与产品质量72

二、稳定同位素在卫生检验中的作用76

第五章 稳定同位素在食物网结构和取食生态学中的应用79

第一节 稳定同位素在陆地生态系统中的应用79

一、生态系统中稳定碳同位素的分布和分馏79

二、生态系统中稳定氮同位素的分布和分馏86

第二节 稳定同位素与生态系统的物质流动96

一、引言96

二、陆地生态系统97

三、内陆水域的相关研究99

四、海水和港湾生态系统的碳同位素模式100

五、应用前景101

第三节 海北高寒草甸生态系统稳定碳和氮同位素的富集效应102

一、引言102

二、稳定碳、氮同位素富集效应的估算103

三、海北高寒草甸生态系统土壤和初级生产者的δ13C和δ15N103

四、海北高寒草甸生态系统消费者的δ13C和δ15N106

五、海北高寒草甸生态系统δ13C和δ15N的富集效应107

第四节 稳定碳同位素与食物网结构108

第五节 海北高寒草甸生态系统的食物网结构112

一、引言112

二、稳定碳同位素（δ13C）的测定114

三、食物链营养关系分析114

四、食物链组成115

五、食物链长度117

六、稳定同位素技术在食物链关系研究中的应用117

第六节 用稳定同位素技术确定生态系统营养级的模型121

一、引言121

二、食物对取食者贡献大小的模型122

三、两个物种之间的营养级关系124

四、食物网营养级确定模型126

五、模型的可靠性和实用性128

第七节 海北高寒草甸生态系统营养位置关系研究130

一、引言130

二、海北高寒草甸生态系统消费者种群的δ13C和δ15N132

三、海北高寒草甸生态系统消费者种群的营养级位置132

四、海北高寒草甸生态系统消费者的营养位置及食性信息135

第八节 稳定同位素在动物食性信息研究中的应用137

一、引言137

二、模型构建及应用139

第九节 人工食物对高原鼠兔稳定碳和氮同位素代谢的影响144

一、引言144

二、样品来源及处理145

三、结果145

四、人工食物对高原鼠兔稳定碳和氮同位素代谢的影响146

第十节 青藏高原两个不同生境中大鵟的营养动态148

一、引言148

二、研究区域概况149

三、食物组成分析149

第六章 生态系统过程中的稳定同位素155

第一节 自然界稳定同位素的分布特征155

一、陆地碳同位素的地球化学性质155

二、陆地碳同位素的地球化学及其分馏的来源155

三、碳同位素分馏原理156

第二节 稳定氮同位素与氮素循环159

一、氮素循环过程中的氮同位素分馏160

二、δ15N在氮素循环研究中的应用161

第三节 稳定氮同位素与植物施氮体系163

一、引言163

二、研究氮素化肥的去向164

三、研究氮肥的利用率164

四、研究土壤氮素的转化164

五、稳定氮同位素与作物施氮体系的研究165

第四节 稳定同位素与环境污染166

一、氮同位素在地下水氮污染研究中的应用166

二、氢、氧等稳定同位素在地下水监测、污染与防治中的应用168

第五节 稳定碳同位素与生态系统的碳素平衡171

一、不同生态系统δ13C的变化及其在全球碳平衡中的应用171

二、基于稳定同位素技术的Keeling曲线法在碳收支研究中的应用175

三、Keeling曲线法在生态系统碳循环研究中的应用176

四、同位素质量平衡模型在生态系统碳循环研究中的应用179

第六节 稳定氢同位素与动物的迁徙180

第七节 稳定氢同位素与植物水源的确定186

一、引言186

二、稳定氢同位素分析确定植物水分来源的原理186

第七章 稳定同位素与古生态学研究192

第一节 稳定同位素与古气候重建研究192

一、稳定碳同位素与古环境192

二、氢、氧同位素在古气候研究中的作用197

第二节 稳定同位素与古人类学研究201

一、引言201

二、δ13C与人类食性的关系202

三、δ15N与人类食性的关系204

四、δ13C和δ15N在古人类食性研究中的应用205

What's new in stable isotope ecology?209

主要参考文献215