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纤维素中碳同位素的应用

纤维素中碳同位素的应用. 报告人：纪丽红 2007.4.29. 主要内容. 引言 碳同位素的应用 举例说明. 引言. 碳有三种同位素： 12 C, 13 C ， 14 C. 其中 12 C, 13 C 是稳定同位素 两种稳定同位素的含量分别是： 98.89% ， 1.11% 。 地球上有两大碳库，一个是有机物，另一个是沉积成因的碳酸盐，他们有明显不同的同位素特性。这种差异主要是由不同的化学反应机制所致。 1. 无机碳系统中的同位素平衡交换反应导致碳酸盐中富集 13 C 。 2. 光合作用过程中的动力学同位素效应使得合成有机物中富集了轻同位素 12 C 。. 引言.

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纤维素中碳同位素的应用

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Presentation Transcript

  1. 纤维素中碳同位素的应用 报告人：纪丽红 2007.4.29

  2. 主要内容 • 引言 • 碳同位素的应用 • 举例说明

  3. 引言 • 碳有三种同位素：12C,13C，14C.其中12C,13C是稳定同位素 • 两种稳定同位素的含量分别是：98.89%，1.11%。 • 地球上有两大碳库，一个是有机物，另一个是沉积成因的碳酸盐，他们有明显不同的同位素特性。这种差异主要是由不同的化学反应机制所致。1. 无机碳系统中的同位素平衡交换反应导致碳酸盐中富集13C。2.光合作用过程中的动力学同位素效应使得合成有机物中富集了轻同位素12C。

  4. 引言 • C/N比值 有机质的C/N比值被认为是有效的判别有机质来源的指标。由于有机N优先出现植物中的蛋白和核酸中，所以在木质素和纤维素为主要成分的高等植物中，N含量通常较低；据Nakai的研究表明，陆生高等植物C/N比值为14-30，而低等植物如海藻和大型海藻类有机N的含量高，因此他们的C/N比值较低，通常小于10。

  5. 碳同位素的应用 • 判断植被类型的变化判断物质的来源 • 在古环境中的应用 • 海-气界面气体交换速率 • 大洋温跃层水体混合速率的计算 参考文献：1.《Lipid and lignin /cutin compounds in Lake Baikal over the last 37kyr:implications for glacial-interglacial palaeoenviromental change》 2.陈敏老师的课件

  6. 纤维素中碳同位素在气候中的应用 纤维素的优点： 纤维素在沉积作用过程中，碳链上的C,H,O原子都不与外界交换，本身的分解也不会改变其固有同位素的组成。因而，沉积物中纤维素的碳同位素组成可能忠实地记录了最初的气候信息。 参考文献：《泸沽湖沉积物a纤维素的提取及其稳定同位素研究初探》

  7. 纤维素碳同位素在气候中的应用

  8. 结果 泸沽湖沉积物α纤维素主要来源于湖体水生植物,这是因为: 1.δ13Cclu值变化范围较大:- 28. 5 ‰～ - 17. 0 ‰,由此可推断沉积物α纤维素主要来源于湖体水生植物。水生植物的δ13Cclu值为-50 ‰～-10 ‰，陆地植物主要可划分为两大类：C3-C4植物，它们的δ13Cclu值范围分别为-22 ‰～-32 ‰，-6 ‰～-19 ‰ 。 2. 沉积物有机质C/N 比值小至4～5 ,也证实了这一点。

  9. 沉积物柱的δ13Cclu与年代的关系图

  10. 结果 • 从上图沉积物纤维素的δ13Cclu变化频繁，好像无规律可循，但其四次回归曲线的趋势明显：轻→重→轻 • 根据δ13Cclu变化可推断，泸沽湖湖区100年来的气候变化史为：冷——暖——冷——暖 气温升高，水体中CO2(aq)降低，同时水生植物光合作用会加速；一方面，进行细胞C和CO2碳库的同位素分馏会降低；另一方面，进行光合作用的植物还会利用湖水中的HCO-3作为碳源，而此碳源的δ13C比CO2（g）的重得多。当气候较冷时则相反。

  11. 参考文献 • Macko S.A. et al.Isotopic compositions of invidual carbohydrates as indicators of early diagenesis of organic matter in peat. • Meyers P.A. Lacustrine organic geochemistry an overview of indicators of organic matter sources and diagenesis in lake sediments • Brent B. Wolf Matthew D.Falcone et al. Progress in isotope paleohydrology using lake sediment cellulose • 《埋藏古木树轮碳、氢、氧同位素研究与古气候重建》 • 《红原泥炭苔原的碳同位素组成与全新世季风变化》 • Wolfe BB,Edwards TWD et al. Carbon and oxygen isotope analysis of lake sediment cellulose:methods and applications. • 《稳定同位素地球化学〉等

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