养殖池塘有机物质归趋特征同位素示踪方法技术

本养殖池塘有机物质归趋特征同位素示踪方法，根据稳定同位素的分馏效应，测定生物和非生物样品的稳定同位素来分析生态系统中营养物质的流动特征，包括如下步骤：(1)用于测定的样品的选择与预处理；(2)干燥研磨与包样；(3)质谱仪的设置；(4)将步骤(2)中包好的样品加样，测定；(5)结果的输出与数据的处理；根据碳氮国际标样修正结果，输出样品碳氮同位素实际值。本发明专利技术从各种稳定同位素测定方法中总结出经验，提炼出一种能简便、标准化、准确地测定养殖池塘样品稳定同位素的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术方法技术属于生态领域，具体涉及一种测定养殖池塘生态系统稳定同位素的方法，据此分析池塘物质循环和能量流动状况。
技术介绍
食物网的营养结构、物质循环和能量流动是生态系统研究的重要部分，随着科学技术的发展，研究内容的不断深入和研究结果要求的不断提高，传统的方法已不能满足要求。自20世纪60年代以来，稳定同位素的应用研究取得突破性进展。近几年，稳定同位素技术已作为一种重要的研究手段应用于生态学领域研究中。生物体取食来源不同的食物，经过积累而造成了体内同位素组成差异，以此为基础的稳定同位素分析在野生动物食物资源、栖息地选择、迁徙、生理状态评估、营养物质体内分布、水域食物网及生态系统的结构与能量流动等研究中得到了越来越广泛的应用。与传统的动物食性分析方法相比较，该技术有明显的优点。不仅可对所获得的材料再进行回顾调查分析，这是其他食性分析方法所不具有的。同时通过同位素质量平衡方程的建立，可以对食物来源分析进行准确的定性定量计算。可根据专门的模型,对系统进行分析。目前，有大量的关于稳定同位素技术在生态学领域应用的实例。比如,利用碳氮稳定同位素技术研究水域食物网结构和营养级关系,水生动物食物转换，水生生物的洄游与分布等,时至今日,它的功能几乎渗透到各个领域、行业，成为推动科学进步、国民经济发展的有力工具。但是,充分、准确地利用该技术,要以合理、可靠的测量数据为前提。目前在同位素分析前,有关样品的处理、进样操作、仪器的规范操作等步骤在各研究中存在很大的差异,至今还没有形成与不同生物种类相对应地标准的保存和预处理方法和统一的分析模型，对于应用该技术的研究者选着方法时有一定的困难。不同处理方法和混合模型得到的结果也有差异，这使得稳定同位素比值在各研究间的相互比较存在很大的困难,也不便于联合各研究中不同生物的同位素比值去构建完整的食物网模型，所以,好的稳定同位素测量技术对数据的准确性是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种测定养殖池塘生态系统稳定同位素的方法，可以简便、标准化、可靠地测量同位素。本专利技术的一个方面，提供了一种养殖池塘有机物质归趋特征同位素示踪技术，根据稳定同位素的分馏效应，测定生物和非生物样品的稳定同位素来分析生态系统中营养物质的流动特征，包括如下步骤：(1)用于测定的样品的选择与预处理A、用于测定的鱼类选择背部肌肉组织做样品；B、用于测定的带壳动物在作为被捕食者时除去外壳的部分作为样品，用于测定的带壳动物在作为捕食者时包含外壳的整个个体都作为样品；C、用于测定的浮游动物选择整个个体作为样品；D、用于测定的底栖动物选择整个个体作为样品；E、水体中的颗粒有机物(POM)样品通过孔径0.7μm玻璃纤维滤膜过滤待测水域水体后获得，所述玻璃纤维滤膜预先经过450-550℃灼烧4小时；F、用于测定的陆生植物及水生植物去掉表面杂质后整个个体作为样品；G、沉积物样品和含有无机碳酸盐的样品在离岸边1米以上的鱼类活动均匀的区域采集获得，去除杂质后用盐酸滴加处理，直至没有气泡产生，或者采用浓盐酸熏蒸处理；(2)干燥研磨与包样A、干燥研磨：将获得的样品完全干燥后研磨成均匀的粉末；B、再干燥：将获得的样品粉末在测定前再烘2-4小时；C、包样：将粉末状样品按测试要求的质量范围用分析天平准确称取于锡箔杯中，选取一种样品作为内标物，每9个样品间包一个内标样，包好的样品放在相应的样品板中(用于定时观察仪器测样时的稳定性),并记录；(3)质谱仪的设置A、打开质谱仪、真空泵和计算机，通过计算机控制真空泵调节质谱仪的真空度：调节真空度(HVac)到e-009mBar；B、打开气瓶阀门并检查气瓶的气体压力；C、打开元素分析仪并检漏；D、通过计算机调节炉温及流速：左炉900℃，右炉680℃，色谱柱50℃，流速140ml/min；E、在温度前方框打对勾，SetInstrumenttostand前去掉对勾→Send→OK；F、确认升温及流速正常，升温完成后，先打开真空阀，再打开离子源，待离子源稳定10min后测样；(4)将步骤(2)中包好的样品加样，测定；(5)结果的输出与数据的处理根据碳氮国际标样修正结果，输出样品碳氮同位素实际值。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(1)中所述浓盐酸熏蒸处理为采用浓度为12mol/L的盐酸熏蒸4小时，所述去除杂质后用盐酸滴加处理采用1ml/L的盐酸。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(2)中的干燥研磨步骤包括真空干燥、冷冻干燥或40-70℃低温烘干。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(2)中的包样步骤中称取鱼肌肉和底栖动物1.5mg左右，植物2-3mg，POM为15mg，浮游植物15mg，沉积物15-20mg。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(3)中所述的气瓶的气体压力分别调节为氮气0.3Mpa、二氧化碳0.3Mpa、空气0.2Mpa、氦气0.3Mpa、氧气0.3Mpa。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(3)中还包括同位素质谱仪精密度和准确度的验证步骤，具体包括：A、精密度的确定：已经开好机的同位素质谱仪，先验证其精密度，通过随机选取一种样品作为内标物，重复10～12次测定碳氮稳定同位素δX值，分别计算δ13C和δ15N的标准偏差，验证质谱仪的精密度；B、准确度的确定:选择标准TTB-1的测较，通过测得的值与标准值的吻合程度判断准确度。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(4)中的加样步骤通过加样器从进样孔port开始加样，加样后2min，排空空气，通过计算机选择准确的数据输出路径后即可开始测样。以上所述的方法，其中，根据食物网组成来确定样品种类，步骤(5)中所述的国际标样为USGS24和USG26。本专利技术从各种稳定同位素测定方法中总结出经验，提炼出一种能准确测定养殖池塘样品稳定同位素的方法，不仅说明了测样的具体过程，同时也指出了测定养殖池塘样品碳氮稳定同位素过程中需要注意的问题，对容易引起同位素δ值变化的样品选择(如鱼体肌肉选择、底栖动物的挑选和附着藻的采集等)和预处理(底栖动物清养、沉积物酸化等)等步骤进行了科学合理的标准化处理，根据同位素在池塘生态系统中的流动的特点以<本文档来自技高网...

【技术保护点】
养殖池塘有机物质归趋特征同位素示踪方法，其特征在于，根据稳定同位素的分馏效应，测定生物和非生物样品的稳定同位素来分析生态系统中营养物质的流动特征，包括如下步骤：(1)用于测定的样品的选择与预处理A、用于测定的鱼类选择背部肌肉组织做样品；B、用于测定的带壳动物在作为被捕食者时除去外壳的部分作为样品，用于测定的带壳动物在作为捕食者时包含外壳的整个个体都作为样品；C、用于测定的浮游动物选择整个个体作为样品；D、用于测定的底栖动物选择整个个体作为样品；E、水体中的颗粒有机物样品通过孔径0.7μm玻璃纤维滤膜过滤待测水域水样后获得，所述玻璃纤维滤膜预先经过450‑550℃灼烧4小时；F、用于测定的陆生植物及水生植物去掉表面杂质后整个个体作为样品；G、沉积物样品和含有无机碳酸盐的样品在离岸边1米以上的鱼类活动均匀的区域采集获得，去除杂质后用盐酸溶液滴加处理，直至没有气泡产生，或者采用浓盐酸熏蒸处理；(2)干燥研磨与包样A、干燥研磨：将获得的样品完全干燥后研磨成均匀的粉末；B、再干燥：将获得的样品粉末在测定前再烘2‑4小时；C、包样：将粉末状样品按测试要求的质量范围用分析天平准确称取于锡箔杯中，选取一种样品作为内标物，每9个样品间包一个内标样，包好的样品放在相应的样品板中，并记录；(3)质谱仪的设置A、打开质谱仪、真空泵和计算机，通过计算机控制真空泵调节质谱仪的真空度：调节真空度到e‑009mBar；B、打开气瓶阀门并检查气瓶的气体压力；C、打开元素分析仪并检漏；D、通过计算机调节炉温及流速：左炉900℃，右炉680℃，色谱柱50℃，流速140ml/min；E、在温度前方框打对勾，Set Instrument to stand前去掉对勾→Send→OK；F、确认升温及流速正常，升温完成后，先打开真空阀，再打开离子源，待离子源稳定后测样；(4)将步骤(2)中包好的样品加样，测定；(5)结果的输出与数据的处理；根据碳氮国际标样修正结果，输出样品碳氮同位素实际值。...

【技术特征摘要】
1.养殖池塘有机物质归趋特征同位素示踪方法，其特征在于，根据稳定同位素的分馏效应，测定生物和非生物样品的稳定同位素来分析生态系统中营养物质的流动特征，包括如下步骤：
(1)用于测定的样品的选择与预处理
A、用于测定的鱼类选择背部肌肉组织做样品；
B、用于测定的带壳动物在作为被捕食者时除去外壳的部分作为样品，用于测定的带壳动物在作为捕食者时包含外壳的整个个体都作为样品；
C、用于测定的浮游动物选择整个个体作为样品；
D、用于测定的底栖动物选择整个个体作为样品；
E、水体中的颗粒有机物样品通过孔径0.7μm玻璃纤维滤膜过滤待测水域水样后获得，所述玻璃纤维滤膜预先经过450-550℃灼烧4小时；
F、用于测定的陆生植物及水生植物去掉表面杂质后整个个体作为样品；
G、沉积物样品和含有无机碳酸盐的样品在离岸边1米以上的鱼类活动均匀的区域采集获得，去除杂质后用盐酸溶液滴加处理，直至没有气泡产生，或者采用浓盐酸熏蒸处理；
(2)干燥研磨与包样
A、干燥研磨：将获得的样品完全干燥后研磨成均匀的粉末；
B、再干燥：将获得的样品粉末在测定前再烘2-4小时；
C、包样：将粉末状样品按测试要求的质量范围用分析天平准确称取于锡箔杯中，选取一种样品作为内标物，每9个样品间包一个内标样，包好的样品放在相应的样品板中，并记录；
(3)质谱仪的设置
A、打开质谱仪、真空泵和计算机，通过计算机控制真空泵调节质谱仪的真空度：调节真空度到e-009mBar；
B、打开气瓶阀门并检查气瓶的气体压力；
C、打开元素分析仪并检漏；
D、通过计算机调节炉温及流速：左炉900℃，右炉680℃，色谱柱50℃，流速140ml/min；
E、在温度前方框打对勾，SetInstrumenttostand前去掉对勾→Send→OK；
F、确认升温及流速正常，升温完成后，先打开真空阀，再打开离子源，待离子源稳定后测样；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，徐军，蔡清武，李保民，
申请(专利权)人：张敏，徐军，
类型：发明
国别省市：湖北;42