流域环境评价与稳定同位素PDF电子书下载

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序论 新一代环境科学与稳定同位素精密测定法 1

1 从生态系统和生物资源视角看稳定性同位素比值 1

2 同位素比值（δ13C和δ15N）分布的相关见解和经验法则 3

3 展望 5

Ⅰ 稳定性同位素和流域环境 9

第1章 稳定性同位素比值——同位素比值的基础知识及其解读 9

1 何谓稳定性同位素 9

2 稳定性同位素比值的基础知识 10

3 稳定性同位素比值指标的利用及其注意事项 17

第2章 利用水的同位素比值开展的水循环评估 23

1 流域的水循环 23

2 流域水循环诊断过程中水的稳定性同位素比值的利用——降水的同位素比值变化 26

3 流域内各种水的来源推断 31

4 地下水停留时间的推断方法 35

Ⅱ 环境负荷与去除过程 43

第3章 氮负荷 43

1 大气沉降的氮污染对水源区域的负荷 43

1．作为沉降物的氮负荷 43

2．NO3－的氮、氧稳定性同位素比值的同时测定 45

3．提升测定的时空分辨率 47

4．河流流程中NO3－稳定性同位素比值的变化 49

2 人为来源氮的面源负荷——氮同位素指标的利用 51

1．输入河流和湖泊的氮负荷及其评估方法的相关问题 51

2．利用氮稳定性同位素比值进行的人为氮负荷的诊断 51

3．氮稳定性同位素比值与土地利用、人口密度之间的关系 53

4．氮稳定性同位素比值与水质之间的关系 53

5．河流中氮稳定性同位素比值变化模式的模型化 54

6．利用氮稳定性同位素比值对水域的氮负荷进行评估的方法优化 59

3 湖泊富营养化的历史还原——长期保存生物标本的利用 59

4 来源于陆地的氮对沿岸海域产生的负荷——依据大型藻类的氮同位素比值 66

1．来源于陆地的氮负荷与沿岸海域污染 66

2．何谓大型藻类 67

3．藻类的采集与预处理 69

4．利用海藻的氮成分进行氮负荷的评估 70

第4章 有机物负荷 78

1 化学风化和河流内碳循环过程——溶解无机碳稳定性同位素比值的利用 78

1．河水中的溶解无机碳及其来源 78

2．河水流动过程中同位素比值的变化 81

3．河水中δ13CDIC的测定方法 82

4．实际河流中δ13CDIC的变化模式 83

5．δ13CDIC可成为什么指标？ 92

2 有机物的生产与分解（Ⅰ）——利用溶解无机碳稳定性同位素比值进行评估 93

1．湖泊中有机物的生成与分解 93

2．湖泊水中溶解无机碳的碳稳定性同位素比值的决定因素 94

3．湖泊内与湖泊间δ13CDIC的分布模式 101

4．湖泊内被代谢的陆地来源有机物与湖内生成有机物的相对贡献率的评估 104

3 有机物的生产与分解（Ⅱ）——利用溶解氧稳定性同位素比值进行的评估 107

1．溶解氧的动态与环境诊断 107

2．溶解氧的稳定性同位素比值介绍 107

3．溶解氧的稳定性同位素比值的分析方法 108

4．使用δ18O的分析 108

5．利用△17O进行的解析 112

6．总结与应用 113

4 河口区域悬浮有机碳负荷的溯源 114

1．河口区域生态系统中悬浮有机物的重要性 114

2．POM的采集法与同位素比值分析 115

3．有关河口区域生态系统的一般注意事项 116

4．δ13CPOM随着盐分梯度的变化和端元分析模型 117

5．保守物质混合模型与河口区域的δ13CPOC 121

6．内源性POMδ13C的波动性 123

7．变化端元分析模型 126

8．通过与其他化学指标联用展开评估 128

9．结合分离手法和分类方法展开评估 130

5 湖泊中溶解有机物的来源与动态 131

1．湖水中的有机物 131

2．利用混合模型进行的溯源推断方法 133

3．利用细菌的碳稳定性同位素比值进行的易分解性溶解有机物的来源推断 134

4．利用溶解有机碳的稳定性同位素比值进行的半易分解性和难分解性溶解态有机物的来源推断 137

5．总结 138

第5章 氧化还原过程 139

1 土壤与河流中微生物学氮去除过程的评估 139

1．氮循环概述 139

2．关于氮循环中的同位素分馏 142

3．关于土壤、河流中的脱氮过程 145

4．关于利用氮稳定性同位素比值（δ15N）的脱氮过程研究 146

5．利用氧同位素比值（δ18O）开展的脱氮过程的相关研究 149

2 淡水性沉积物中厌氧微生物生态系统的解析 150

1．厌氧微生物生态系统的结构 150

2．与氧化还原过程相伴的硫同位素分馏 152

3．硫酸还原对湖泊的硫同位素比值分布的影响 154

4．河水中硫酸根离子的硫、氧稳定性同位素比值 157

5．利用甲烷的碳、氢稳定性同位素比值辨别甲烷的产生途径 161

3 流域环境中甲烷氧化和甲烷食物链评估 166

1．甲烷的生成与消耗 166

2．何谓甲烷氧化 166

3．甲烷食物链的评估 167

4．利用碳稳定性同位素比值开展的甲烷食物链评估事例 169

5．关于甲烷食物链的指标性 170

Ⅲ 流域生态系统 175

第6章 生态系统的健全性评估 175

1 初级生产者的稳定性同位素比值的特点及其变化因素 175

1．水生植物的碳稳定性同位素比值的形成机制 176

2．各种水生植物所拥有的稳定性同位素比值的形成机制 182

3．有助于流域诊断的水生植物的碳稳定性同位素比值 194

2 利用稳定性同位素比值对生态系统结构的解析 198

1．动物体内的稳定性同位素比值所蕴含的信息 198

2．有关碳稳定性同位素比值的详细信息 201

3．有关氮稳定性同位素比值的详细信息 203

4．关于硫、锶等其他元素 204

5．关于复杂的生态系统结构解析 205

3 利用生物标志物解析微生物生态系统结构 207

4 基于食物网解析的沿岸生态系统健康评估 215

1．何谓生态系统健康 215

2．何谓食物网 215

3．利用稳定性同位素对食物网解析 216

4．沿岸带生态系统中基础生产结构的推断 217

5．人为搅乱导致的基础生产结构的变化 219

6．沿岸带生态系统中高级消费者的作用 221

7．因高级消费者导致的下行控制效应（Top downeffect） 221

8．作为食物网中稳定装置的高级消费者 223

9．食物链长度的决定因素 224

10．食物链长度与人为搅动 227

11．从高级消费者视角看生态系统的健康 228

12．总结 229

5 由移动于生态系统间的动物所产生的物质输移 230

1．前言 230

2．经由动物而产生的从水域到陆域的物质输移的意义 230

3．移动于生态系统间的动物及其物质输移的特性 232

4．物质输移研究中稳定性同位素比值分析的有效性 234

5．利用稳定性同位素比值分析开展鸟类物质输移的研究事例 234

6．总结 241

6 水库对下游生态系统的影响和传播距离的推断 241

1．前言 241

2．流域环境的健康评估指标 242

3．蓄水水库对下游生态系统的影响 244

4．因蓄水水库地理条件导致的不同影响 249

5．蓄水水库下游区域中的环境指标的问题 249

6．蓄水水库下游区域的稳定性同位素比值结构 250

7．稳定性同位素比值在传播距离推断中的意义 252

8．稳定性同位素比值在洪水节律理论中的意义 253

9．河流生态系统的健康矢量和公共事业 254

Ⅳ 稳定性同位素的应用潜力 259

第7章 稳定性同位素比值测定的前沿 259

1 水的第三标志物△17O的应用潜力 259

2 分析的自动化和高速化——以硝酸根离子分析为例 263

1．前言 263

2．硝酸根离子的氮、氧稳定性同位素比值测定的历史 263

3．硝酸根离子的氮、氧稳定性同位素比值测定的自动化和高速化 268

3 同位素异构体（Isotopomer）与分子内同位素分布 272

1．一氧化二氮的同位素异构体比值 272

2．硝化和脱氮过程中一氧化二氮的产生 273

第8章 流域环境评价与稳定性同位素指标 276

1 流域管理与环境指标 276

2 尝试系统地利用各种稳定性同位素比值构建环境指标的必然性 277

3 稳定性同位素指标的局限性与课题 280

4 本书所涉及的主要稳定性同位素指标汇总 281

5 面向稳定性同位素指标的整合 285

引用文献 288

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