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稳定同位素技术是生态学研究的一项重要技术手段,植物叶片呼吸释放C02的稳定性碳同位素组成(δ13C)可以用来揭示外界环境改变对植物生理过程的影响,也可以用来帮助区分不同组分对生态系统与大气C02交换的贡献。植物种类在光合途径的差异,同位素分馏不同,光合产物积累量及呼吸中间产物利用不同等因素都可能改变叶片夜晚呼吸释放C02的同位素组成和变异程度。目前对于C3植物呼吸释放C02稳定碳同位素组成日变化研究颇多,而C4植物稳定碳同位素组成及短期变化机制的研究鲜有报道。本研究由两个实验部分组成：第一部分研究了松嫩草地2大光合类型(C3、C4)22种植物叶片的在气体交换速率,呼吸释放C02稳定碳同位素组成夜晚变异幅度及与呼吸底物稳定性同位素组成之间关系；第二部分研究了不同水分条件下2种光合类型(C3、C4)3种植物呼吸释放CO2稳定性碳同位素夜晚变幅及其变异的潜在生理机制。本研究的主要结果如下：1.C3和C4植物夜间呼吸释放C02的同位素组成有明显变化趋势,接近黎明时植物呼吸释放C02的同位素组成同比值偏轻,黄昏时C02越偏重。2.C3与C4植物在夜晚呼吸释放C02稳定同位素组成变异幅度上没有差异。3.植物呼吸释放C02的同位素值及夜晚变异幅度对水分条件敏感。4.叶片呼吸释放C02同位素夜晚变异幅度与白天光合产物积累量之间呈正相关关系。5.植物叶片呼吸释放C02稳定性碳同位素组成比根呼吸释放C02同位素组成偏正。6.随着干旱加重,C3植物呼吸释放C02的同位素组成逐渐偏重,而C4植物呼吸释放CO2的同位素比值则逐渐偏轻。综上所述,C3、C4植物呼吸释放C02稳定性碳同位素的组成之间存在显著差异,但二者之间在夜晚变化幅度上,没有显著差异。无论C3还是C4植物,夜晚呼吸C02稳定性碳同位素组成绝对值和变化幅度均对水分条件十分敏感。植物呼吸释放C02夜晚变异幅度与光合产物积累之间显著相关,表明呼吸代谢中间产物的利用是夜晚变异的决定因素。本研究弥补了关于C4植物呼吸释放C02碳同位素组成的研究不足,为稳定性碳同位素的进一步应用提供了基础研究数据。