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樹輪（lún）常用於研究氣候變化與（yǔ）環境演變，通過對其穩定同位素的分析，可揭示生態係統碳—水—氮變化特（tè）征及相互作用（yòng）。樹（shù）木在（zài）生長發育中響應環境變化，將環境（jìng）信息通過水/空氣/土壤中的碳、氫、氧（yǎng）轉化（huà）為樹木年輪的同位素比值變化，從而為（wéi）重建環境變化提供了（le）一份可靠的“檔案"。

古氣候變化（huà）研究載體有樹輪、石筍（sǔn）、海洋/湖泊沉積物和冰芯等。其中（zhōng）樹輪樣本具有兩（liǎng）大優（yōu）勢:1）定年（nián）精確，分辨率可以到年；2）樹輪年表的每一部分都可以和其它樹（shù）木(年表)重疊搭接,能夠獲取平均值。

•穩定碳同位（wèi）素：氣孔（kǒng）導度、光合速率

•氧氫同位素：溫度、葉片蒸騰作用（yòng）

樹輪是檢查植物生理和代謝過程變化（huà）以及應對環境（jìng）變化的反應（yīng）的關鍵工具。芬蘭自然資源研究所研究團隊，對位於西（xī）伯利亞凍土層（céng）上（shàng）的森林生態係統進行（háng）研究。選取了兩個地點（夏（xià）季土壤融化深度不同，對樹輪生長有很大影響）的處於生長季節的落（luò）葉鬆針葉及樹輪樣本進行同位素質譜分析，並結合統計學方法對落葉鬆葉（yè）片水平光合作用（yòng）產物及下遊代謝過程的同（tóng）位（wèi）素分（fèn）餾進行研究。

分（fèn）析方法

• 葉（yè）片中糖類¹³C分析（xī）：LC-IRMS（液相色譜-穩定同位素比質譜）分析，蔗糖、葡萄糖和果糖

• 樹輪中¹³C分析：LA-IRMS（激光剝蝕-穩定同位素質譜，Sercon）

木芯的製備

• 樹（shù）輪樣品放入裝有乙醇的（de）索氏裝置（zhì）中（zhōng） 3 天，去除樹脂；

• 水中煮沸 6 小時，每小時更換一次，以*去除溶劑；

• 40°C 烘箱中幹燥 2 天；

• 切片機處理以獲得用於 LA-IRMS 分析的光滑、均（jun1）勻的樣品表麵。

激光剝蝕采樣

• 直徑為（wéi） 40 μm 的光斑（分辨率）的激光進行聯係（xì）采（cǎi）樣；

• 700 °C 下將剝蝕（shí）的（de）木粉在 Cr₂O₃ 條件下燃燒轉化為 CO₂；

• 進入氣相色譜和同位素質譜分析。

考察了兩個不同年份葉片中蔗糖、葡萄糖（táng）和果糖中的（de） δ¹³C與樹輪¹³C的相關性（xìng），闡明了樹輪¹³C 富集的原因。其中發現蔗糖對樹（shù）輪中¹³C 積累（lèi）的貢獻率大。蔗糖和樹輪 δ¹³C 記錄的（de）季節（jiē）性趨勢非常相似，前（qián）一年形成的“舊"光（guāng）合產物在樹輪有機碳的形成中占比較小。

另外研究團隊還發現：盡管（guǎn）環境（jìng）條件和（hé）樹木生長存在明顯差異，但兩個研究地點的 δ¹³C 結果（guǒ）趨勢非常相似。

解決方案 | 激光剝蝕-穩定同位素比質（zhì）譜（pǔ）在（zài）樹輪碳同位素（sù）分析中的應用