(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210757035.4 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 东北林业大 学 地址 150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和 兴路26号东北林业大 学 (72)发明人 刘志理　蔡慧颖　金光泽　李楠　 代武君　 (74)专利代理 机构 北京保识知识产权代理事务 所(普通合伙) 11874 专利代理师 姚天健 (51)Int.Cl. G01N 27/62(2021.01) G01N 1/44(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位 素的方法 (57)摘要 本发明公开了一种预测不同径级针叶树种 叶片碳氧同位素的方法， 属于同位素测定技术领 域； 本发明在采样时， 对胸径(DBH)0.3～100cm各 径级的样树均进行了采样工作， 进而对所采集样 树的碳氧同位素进行测定， 利用所测定数据， 结 合最小二乘法， 构建预测不同径级针叶树种叶片 碳氧同位素的经验模型， 最后经验证， 本发明中 所提出的经验模 型预测精度较高， 能够在非破坏 性条件下， 快捷、 高效、 准确地预测不同径级(DBH ＝0.3～100cm)针叶树种叶片的碳氧同位素； 同 时， 由于测定同位素工作成本较高， 通过经验模 型可直接准确预测针叶树种叶片的碳氧同位素， 大大降低了同位素测定 工作的成本 。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115166011 A 2022.10.11 CN 115166011 A 1.一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 其特征在于， 具体包括以下步 骤： S1、 确定研究区域， 以研究区域 内的针叶树种为研究对象， 选取80～100株胸径在0.3～ 100cm的针叶树种作为样树； S2、 针对S1中所选取的每 株样树， 在林 冠上南方位采集 其当年生样叶10 0～200片； S3、 对S2中所采集的每株样树的样叶进行预处理， 接着测定样叶的碳同位素和氧同位 素数据， 每株样树获得一个碳同位素值和氧同位素值， 对所有样树的同位素测定值均进行 详细、 准确的记录； S4、 将S3中所得的数据信息分为实验组和验证组， 利用实验组数据结合最小二乘法构 建预测不同径级针叶树种叶片碳同位素和氧同位素的经验 模型； S5、 利用S4中的验证组数据对所得的预测经验模型进行验证， 计算该经验模型的预测 精度， 证实S4中所得的预测不同径级针叶树种叶片碳同位素和氧同位素的经验模型的可靠 性和准确性。 2.根据权利要求1所述的一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 其特征 在于， 所述S3中提到的样树 碳同位素测定， 具体包括以下步骤： A1、 将每株样树的样叶烘干后， 研磨并过200目筛， 利用百万分之一的天平称重后用锡 纸包裹样品； A2、 利用连续流稳定同位素质谱系统， 采用氧化还原法进行测定； 测定过程中， 测定精 度均为0.15 ‰， 测定序列中添加空锡杯， 校正本底效应； A3、 利用IAEA标准USGS61、 USGS62和USGS6 3作为标准物质溯源。 3.根据权利要求1所述的一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 其特征 在于， 所述S3中提到的样树氧同位素测定， 具体包括以下步骤： B1、 将每株样树的样叶烘干后， 研磨并过200目筛， 利用百万分之一的天平称重后用锡 纸包裹样品； B2、 利用连续流稳定同位素质谱系统， 采用高温裂解法进行测定； 测定过程中， 测定精 度均为0.15 ‰， 测定序列中添加空锡杯， 校正本底效应； B3、 利用IAEA标准 IAEA‑600和IAEA‑CH6作为标准物质溯源。 4.根据权利要求1所述的一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 其特征 在于， 所述S4中提到的实验组数据占数据总 量的70～80％， 所述验证组数据占数据总量的 20～30％。 5.根据权利要求1所述的一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 其特征 在于， 所述S5中提到的计算验证碳同位素和氧同位素 经验模型的预测精度， 其计算公式为： 式中， yi为实测碳同位素或氧同位素值； 为基于经验模型预测的碳同位素或氧同位 素值； n为样本量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115166011 A 2一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及同位素测定技术领域， 尤其涉及一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧 同位素的方法。 背景技术 [0002]水是植物生命活动中最活跃的成分之一， 而植物水分利用效率可以综合反应植物 光合固碳与蒸腾耗水 的权衡关系， 不仅是联系碳和水循环的关键生理参数， 还是影响植物 的生存、 生长以及群落结构稳定性的关键参数。 因此， 快捷、 准确 地测定植物的水分利用效 率一直是生态学的研究热点和难点。 叶片碳氧同位素( δ13C和δ18O)可分辨光合固碳和蒸腾 耗水过程对长期水分利用效率的影响， 通过这些参数来表征植物的水分利用效率也是近年 来的常用方法。 然而， 现有这种 方法需通过破坏性取样来实现， 这并不适用于高大的植物， 而且测定同位素价格昂贵， 使用成本较高； 上述这些因素严重限制了该种方法的适用性。 因 此， 适用于在非破坏性条件下快捷、 高效、 准确地测定不同径级或植株大小叶片碳氧同位素 的方法亟待提出， 鉴于此， 本发明提出了一种 预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素 的方 法。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种能够在非破坏性条件下， 快捷、 高效、 准确地预测不同 径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法。 [0004]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技 术方案： [0005]一种预测不同径级针叶树种叶片碳氧同位素的方法， 具体包括以下步骤： [0006]S1、 确定研究区域， 以研究区域内的针叶树种为研究对象， 选取80～100株胸径 (DBH)在0.3～10 0cm的针叶树种作为样树； [0007]S2、 针对S1中所选取的每 株样树， 在林 冠上南方位采集 其当年生样叶10 0～200片； [0008]S3、 对S2中所采集的每株样树的样叶进行预处理， 接着测定样叶的碳同位素和氧 同位素数据， 每株样树获得一个碳同位素值和氧同位素值， 对所有样树的同位素测定值均 进行详细、 准确的记录； [0009]S4、 将S3中所得的数据信息分为实验组和验证组， 利用实验组数据结合最小二乘 法构建预测不同径级针叶树种叶片碳同位素和氧同位素的经验 模型； [0010]S5、 利用S4中的验证组数据对所得的预测 经验模型进行验证， 计算该经验模型的 预测精度， 证实S4中所得的预测不同径级针叶树种叶片碳同位素和氧同位素的经验模型的 可靠性和准确性。 [0011]优选地， 所述S3中提到的样树 碳同位素测定， 具体包括以下步骤： [0012]A1、 将每株样树的样叶烘干后， 研磨并过200目筛， 利用百万分之一 的天平称重后 用锡纸包裹样品； [0013]A2、 利用连续流稳定同位素质谱系统， 采用采样氧化还原法进行测定； 测定过程说　明　书 1/5 页 3 CN 115166011 A 3