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摘要
碳循环对于维持地球生命和调控气候变化具有重要意义。微生物是碳循环的关键驱动者之一,微生物群落结构和碳代谢活动的变化,能够影响温室气体的释放和碳储量,并进一步对气候变化产生反馈作用。在当前全球变化和人类活动加剧的背景下,需要进一步了解不同环境中的微生物群落组成和碳代谢活动的特征和响应。磷脂脂肪酸(PLFA)因其快速的周转速率和多样的分子结构,已经被广泛用于原位识别不同环境中活体微生物的生物量和群落结构。在此基础上,PLFA的单体碳同位素组成进一步指示了微生物利用哪些碳源,以及通过何种方式同化这些碳源,从而揭示微生物介导的碳流通和碳循环过程。本文综述了PLFA单体稳定碳同位素组成(δ13C)和放射性碳同位素组成(Δ14C)在示踪微生物碳循环过程中的应用。对比了农田、草地、森林、湿地以及海洋沉积物中活体微生物的碳源利用和碳同化途径的差异,这些差异可能与不同微生物对碳源的偏好以及不同环境中底物碳的可用性有关。对比了岩石、地下水、表层和深层土壤环境中微生物对化石碳源和年轻碳源的差异利用,化石碳是岩石和地下水环境中活体微生物碳源的重要组成部分,表明现代活体微生物可以直接利用部分老碳;相反,表层和深层土壤微生物倾向于利用现代碳源,这些碳源可能来自根系分泌物和从表面垂直输送的溶解有机碳。随着加速器质谱和单个化合物制备技术的进一步发展,预计PLFA单体放射性碳同位素将在微生物碳循环过程中发挥更重要的作用,值得在不同环境中进一步探索。
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单位中国地质大学（武汉）; 生物地质与环境地质国家重点实验室
