碳氮稳定同位素示踪原理与应用

同位素技术具有示踪、整合等多种功能，已经成为人们认识物质世界的一种有效的、常用的技术手段，被广泛地应用于农业、土壤、生态、环境、地质、考古、食品溯源、医学等诸多领域。本书介绍了同位素的基本概念和术语、碳氮稳定同位素组成的分析方法及误差来源、稳定同位素示踪技术及其在碳氮循环研究中的应用等内容。全书共分5章。第一章概述同位素的发展史、相关概念和主要的示踪技术；第二章介绍碳氮稳定同位素组成的测定技术、相关仪器的工作原理和基本组成，以及仪器分析的误差来源；第三章讲解稳定同位素示踪技术，主要包括相关术语、示踪方法、稳定同位素标记物质的选择、示踪试验的类型及示踪试验的误差来源；第四章讲述氮稳定同位素示踪技术在土壤氮循环研究中的应用；第五章介绍碳稳定同位素示踪技术在土壤碳循环研究中的应用。本书可作为土壤学、环境科学、农业科学、生态学等专业本科生和研究生的课程教材，也可供从事相关专业领域研究的科技人员参考。

“地理科学专业土壤学课程系列教材”前言
前言
第一章同位素示踪技术概述
第一节同位素发展简史
一、原子结构模型的发展
二、同位素的发现
第二节同位素的概念
一、原子
二、原子核
三、核素
四、同位素
第三节同位素示踪技术概述
一、同位素示踪技术的发展过程
二、同位素示踪技术的基本假定
三、放射性同位素示踪技术
四、稳定同位素示踪技术
第二章碳氮稳定同位素组成的测定技术概述
第一节稳定同位素比质谱仪的工作原理
一、稳定同位素比质谱仪
二、工作原理
三、稳定同位素比质谱仪的基本组成
第二节激光光谱分析仪的工作原理
一、激光光谱分析仪
二、工作原理
三、波长扫描光腔衰荡技术
四、激光光谱分析仪的主要组成
第三节稳定同位素标准物质及其分类
一、标准物质的特点
二、同位素基准物质
三、同位素标准物质/有证同位素标准物质
四、实验室工作标准物质
第四节稳定同位素仪器分析的误差来源
一、稳定同位素比质谱仪的分析误差来源
二、激光光谱仪的分析误差来源
第三章稳定同位素示踪技术
第一节稳定同位素示踪技术的相关术语
一、稳定同位素示踪技术应用中常用的术语
二、稳定同位素丰度的表示方法
第二节稳定同位素示踪方法的分类
一、稳定同位素自然丰度技术
二、贫化同位素示踪技术
三、富集同位素示踪技术
第三节稳定同位素标记物质的选择
一、标记物质种类的选择
二、标记物质丰度的选择
三、标记物质用量的选择
第四节稳定同位素示踪试验的类型
一、实验室土壤培养试验
二、原状土培养试验
三、盆栽试验
四、密闭培养箱试验
五、田间微区试验
六、动物示踪试验
第五节稳定同位素示踪试验的误差来源
一、供试样品选取和预处理过程
二、示踪试验布置过程
三、示踪试验样品的采集和前处理过程
四、样品同位素比值的分析测定过程
五、减小试验误差的关键技术
第四章氮稳定同位素示踪技术在土壤氮循环研究中的应用
第一节氮同位素自然丰度技术在土壤氮循环研究中的应用
一、氮素循环过程中的氮同位素分馏
二、氮同位素自然丰度法研究植物吸收不同形态氮的比例
三、氮同位素自然丰度法评估生态系统氮有效性/氮状态
四、氮同位素自然丰度法量化生物固氮速率
第二节同位素异位体法研究土壤N2O产生途径
一、N2O的同位素异位体和位点优势值
二、同位素异位体法溯源N2O产生途径的基本原理
三、基于同位素混合模型定量土壤N2O产生途径
四、应用案例
第三节氮稳定同位素标记技术在土壤氮循环研究中的应用
一、氮稳定同位素标记技术量化生物固氮量
二、氮稳定同位素标记技术研究氮肥利用率与氮去向
三、氮稳定同位素成对标记和配对技术研究土壤N2产生途径
四、氮稳定同位素成对标记技术研究土壤氮素初级转化速率
五、氮稳定同位素成对标记技术研究土壤N2O产生途径
第五章碳稳定同位素示踪技术在土壤碳循环研究中的应用
第一节碳同位素自然丰度法在土壤碳循环研究中的应用
一、基本原理
二、碳同位素自然丰度法定量土壤有机碳周转速率及区分土壤呼吸来源
三、碳同位素自然丰度法反映地表植被的历史演替规律
第二节碳稳定同位素自然丰度法在湿地甲烷排放研究中的应用
一、碳稳定同位素自然丰度法研究CH4产生途径的原理与方法
二、碳稳定同位素自然丰度法研究CH4氧化百分率的原理与方法
三、碳稳定同位素自然丰度法研究CH4传输中碳同位素分馏的方法
四、应用案例
第三节碳稳定同位素标记技术在土壤碳循环研究中的应用
一、13CO2脉冲或连续标记法定量光合产物的分配
二、碳稳定同位素标记技术研究土壤碳周转特征
三、碳稳定同位素标记技术研究土壤CO2来源及激发效应
四、碳稳定同位素标记技术研究外源有机物质向各土壤碳组分的迁移过程
五、碳稳定同位素标记技术研究参与土壤碳转化过程的功能微生物
参考文献