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研究生:賴彥熏
研究生(外文):LAI,YEN-SHUN
論文名稱:葉面位置及落葉分解對直鏈烷組成的影響-以艷紫荊及馬拉巴栗為例
論文名稱(外文):Chemical analysis of n-alkane in Bauhinia blakeana and Pachira aquatica leaf
指導教授:范誠偉
指導教授(外文):FAN,CHENG-WEI
口試委員:范誠偉洪慶宜趙偉村
口試委員(外文):FAN,CHENG-WEIHORNG,CHING-YICHAO,WEI-CHUN
口試日期:2020-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:地球與環境科學研究所
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:121
中文關鍵詞:艷紫荊馬拉巴栗生物指標直鏈烷分解袋實驗
外文關鍵詞:Bauhinia blakeanaPachira aquatican-alkanelitterbag experimentbiomarker
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本研究分析校園植物艷紫荊左右半葉及馬拉巴栗小葉左右半片間之C14至C35直鏈烷 (n-alkane)之濃度相對差異及其型態分析,並進一步應用於分解袋實驗,以解決分解袋實驗之零點(對照組)比較問題。直鏈烷分析利用索氏萃取法,二氯甲烷為萃取液,利用氣象層析儀對直鏈烷進行定性定量分析。實驗樣品包括艷紫荊左右半片分析11對(n=22)、馬拉巴栗3複葉中9對小葉(n=18)及兩批次放置於中正大學之分解袋實驗之24對艷紫荊(n=48)。艷紫荊11對葉片左右半片及馬拉巴栗9對小葉左右半片之C14至C35直鏈烷分析結果中,認定11對艷紫荊葉片左右半片及8對馬拉巴栗小葉左右半片為相似樣品,並將艷紫荊結果應用於分解袋實驗。第一次分解袋實驗之質量損失率,27天質量損失率54±7%(n=3),41天71±19%(n=3),其質量已達約50%以上損失,第一批次分解袋實驗中,主要化合物於27天及41天分解前後觀測到主要化合物皆減少(68%至98%),優勢種(C31、C27及C29)沒有改變,優勢型態改變,分解後優勢型態皆為C31 > C29 > C27,碳優指數 (Carbon preference index,CPI) 38%至78%下降及平均碳鏈長 (Average Carbon Length,ACL)0.81%至2.26%增加。第二批次分解袋實驗以5天採樣頻率,於分解初期,5天29±10%(n=3)及10天21±16%(n=3),而15天後質量損失率超過50%,第二批次初期(5天及10天)分解前後主要化合物大部分減少的現象(相對差異-66%至9.6%),5天樣品中有C26偶數碳增加(相對差異95%至220%),可能有合成作用的現象,優勢種不變,優勢型態接近,CPI於大部分樣品皆減少(相對差異-6.9%至-50%),ACL大部分樣品沒有改變(相對差異0.0001%至-0.91%)。第二批次後期(15天、20天、25天及30天)分解前後觀測到主要化合物皆減少(相對差異-79%至-99%),優勢種不變,優勢型態改變,分解後優勢型態皆為C31 > C29 > C27,CPI下降(相對差異-31%至-92%)及ACL增加(相對差異0.36%至3.10%),此結果可應用於古環境生物指標(直鏈烷)之應用。
目錄

摘要 ii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2生物指標-直鏈烷 1
1.3生物指標參數 1
1.3.1碳鏈優勢指數CPI(Carbon preference index) 1
1.3.2平均碳鏈長ACL(Average Carbon Length) 2
1.4直鏈烷變化機制 3
1.5分解袋實驗 3
1.6研究動機 4
1.7實驗目的 5
第二章 材料與方法 6
2.1分析樣品實驗葉片採集地點 6
2.2 分解袋放置地點 6
2.3 葉片樣品準備 6
2.3.1左右半片樣品製備 6
2.3.2左右半片之長度測量 6
2.3.3半葉片含水率 7
2.4分解袋實驗置備 7
2.4.1分解袋實驗製備 7
2.4.2分解袋實驗放置與回收 7
2.4.3計算分解袋質量損失率 8
2.4.4分解速率常數k值計算公式 8
2.5藥品及儀器設備 9
2.5.1有機溶劑 9
2.5.2藥品 9
2.5.3標準品 9
2.5.4器材 9
2.5.5儀器 10
2.6索氏萃取實驗 10
2.7儀器分析 10
2.7.1氣象層析儀(火焰離子偵測器)之設定參數 10
2.7.2直鏈烷化合物之定性分析 11
2.7.3直鏈烷化合物之定量分析 11
2.8直鏈烷化合物之定量公式 11
2.8.1計算相對反應因子 11
2.8.2計算萃取液濃度 12
2.8.3計算擬似標準品回收率 12
2.8.4計算質量濃度 13
2.8.5質量校正之質量濃度 13
第三章 結果與討論 14
3.1葉片半片分析長度、重量及含水率結果 14
3.1.1 豔紫荊葉片長度 14
3.1.2 馬拉巴栗及豔紫荊葉片乾重及含水率 14
3.2艷紫荊分解袋實驗葉片長度、含水率、重量及分解速率結果 15
3.2.1 第一批次豔紫荊分解袋實驗 15
3.2.2第二批次分解袋 15
3.2.3各批次質量損失率及分解速率比較並與前人研究比較 16
3.3儀器分析結果 17
3.3.1分析樣品總覽 17
3.3.2標準品分析結果 17
3.3.3空白樣品分析結果 17
3.3.4添加樣品分析結果 18
3.3.5萃取三重複(艷紫荊)結果 18
3.3.6萃取三重複相對差異 18
3.4艷紫荊左右半片分析結果 19
3.4.1艷紫荊葉片直鏈烷分析結果 19
3.4.2艷紫荊各對半片主要化合物質量濃度比較(11對) 20
3.4.3艷紫荊左右葉片分析C24~C34偶數碳結果(11對) 21
3.4.4艷紫荊各對半片主要化合物優勢度、CPI及ACL比較(11對) 22
3.4.5艷紫荊葉片間結果比較 22
3.5馬拉巴栗小葉左右半片分析結果 23
3.5.1馬拉巴栗直鏈烷分析結果(n=20) 23
3.5.2馬拉巴栗複葉中小葉之左右半片分析 23
3.5.3馬拉巴栗小葉間差異 25
3.5.4馬拉巴栗複葉間差異 25
3.6分解袋實驗 26
3.6.1分解袋實驗第一批次結果 26
3.6.2分解袋實驗第二批次結果 27
第四章結論 30
參考文獻 31

圖目錄

圖 1. 土壤及底泥沉積物中分子生物指標形成簡易圖。 33
圖 2. 分解袋兩批次各天數分解後照片。 34
圖 3. 馬拉巴栗採集之複葉照片。 35
圖 4. 艷紫荊之葉片照片。 35
圖 5. 分解袋放置照片。 36
圖 6. 艷紫荊葉片左右分析葉片型態。 37
圖 7. 葉片左右分析艷紫荊葉片型態X-Y散佈圖。 38
圖 8. 分解袋第一批次各天數分解後照片。 38
圖 9. 分解袋第二批次各天數分解後照片。 39
圖 10. 分解袋第一批次27天及41天質量損失率及分解常數。 40
圖 11. 分解袋第二批次30天質量損失率及分解常數。 40
圖 12. 空白樣品各碳鏈平均面積值與偵測極限。 40
圖 13. 添加樣品於各化合物平均回收率。 41
圖 14. 各批次添加樣品於C20至C35平均回收率及5α回收率圖。 41
圖 15. 萃取三重複各批次化合物質量濃度分佈圖。 42
圖 16. 萃取三重複各碳鏈質量平均濃度。 42
圖 17. 萃取3重複各碳鏈質量濃度之變異系數。 43
圖 18. 三重複各批次間主要化合物相對差異。 43
圖 19. 艷紫荊左右葉片分析各碳鏈化合物質量濃度及優勢度。 44
圖 20. 左右葉片分析之主要化合物X-Y散佈圖。 45
圖 21. 左右葉片分析之主要偶數碳化合物X-Y散佈圖。 46
圖 22. 艷紫荊左右葉片分析各碳鏈優勢度圖。 47
圖 23. 左右葉片分析CPI之X-Y散佈圖。 49
圖 24. 左右葉片分析ACL之X-Y散佈圖。 49
圖 25. 艷紫荊三類型平均優勢度圖。 50
圖 26. 馬拉巴栗左右葉片分析各碳鏈化合物質量濃度及優勢度。 51
圖 27. 馬拉巴栗左右葉片分析之主要及次要化合物之X-Y作圖。 52
圖 28. 馬拉巴栗A複葉中之左右葉片分析各碳鏈優勢度圖。 53
圖 29. 馬拉巴栗B複葉中之左右葉片分析各碳鏈優勢度圖。 53
圖 30. 馬拉巴栗C複葉中之左右葉片分析各碳鏈優勢度圖。 54
圖 31. 馬拉巴栗小葉之左右葉片分析CPI之X-Y散佈圖。 54
圖 32. 馬拉巴栗小葉之左右葉片分析ACL之X-Y散佈圖。 55
圖 33. 第一批次27天41天各樣品分解前後質量濃度長條圖。 56
圖 34. 第一批次主要化合物質量濃度X-Y散佈圖。 57
圖 35. 第一批次主要偶數碳化合物質量濃度X-Y散佈圖。 57
圖 36. 第一批次分解袋各化合物優勢度分佈圖。 58
圖 37. 第一批次分解袋CPI及ACL之X-Y散佈圖。 60
圖 38. 第二批次5天10天各樣品分解前後質量濃度長條圖。 61
圖 39. 第二批次分解袋主要化合物濃度之X-Y散佈圖。 64
圖 40. 第二批次分解袋主要偶數碳化合物濃度之X-Y散佈圖。 66
圖 41. 第二批次分解袋各化合物優勢度分佈圖。 67
圖 42. 第二批次分解袋CPI之X-Y散佈圖。 73
圖 43. 第二批次分解袋ACL之X-Y散佈圖。 74

表目錄

表 1. 葉片分析長度一覽表。 75
表 2. 豔紫荊葉片重量及含水率一覽表。 76
表 3. 分解袋第一批次及第二批次質量損失率及分解常數k一覽表。 77
表 4. 分析樣品一覽表。 78
表 5. 各批次相對反應因子之平均值一覽表。 79
表 6. 各批次相對反應因子平均值之變異系數一覽表。 80
表 7. 空白樣品面積及偵測極限一覽表。 81
表 8. 各批次添加樣品於各化合物回收率一覽表。 82
表 9. 萃取3重複校正後質量濃度及參數結果一覽表。 83
表 10. 葉片左右半片直鏈烷分析未校正質量濃度結果一覽表。 85
表 11. 葉片左右半片分析優勢度結果一覽表。 87
表 12. 葉片左右半片分析校正後質量濃度、CPI及ACL結果一覽表。 89
表 13. 萃取三重複及葉片分析各化合物濃度、CPI及ACL相對差異及優勢度結果一覽表。 91
表 14. 葉片分析艷紫荊分類總濃度、CPI及ACL範圍及平均值結果一覽表。 93
表 15. 葉片分析馬拉巴栗各碳鏈5a校正濃度及各參數一覽表。 94
表 16. 葉片分析馬拉巴栗各碳鏈優勢度一覽表。 97
表 17. 葉片分析馬拉巴栗各化合物濃度、CPI及ACL相對差異及優勢度結果一覽表。 100
表 18. 馬拉巴栗葉片分析C複葉各化合物濃度、CPI及ACL相對差異及優勢度試算結果一覽表。 101
表 19. 分解袋第一批次質量校正濃度及各參數一覽表。 102
表 20. 分解袋第二批次質量校正濃度及各參數一覽表。 104

1.江照安(2016),太麻里動態樣區之凋落葉直鏈烷化學分析。碩士論文,國立中正大學地球與環境科學系應用地球物理與環境科學碩士班,台灣嘉義。
2.黃俊評(2016),南仁山樣區現生植物凋落物直鏈烷之化學分析及凋落通量估算。碩士論文,國立中正大學地球與環境科學系應用地球物理與環境科學碩士班,台灣嘉義。
3.吳致翰(2018),南仁山現生植物葉片直鏈烷化學分析之分解袋實驗。碩士論文,國立中正大學地球與環境科學系應用地球物理與環境科學碩士班,台灣嘉義。
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