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摘要
土壤是人类赖以生存的重要全球资源。陆地生态系统土壤有机碳相对微小的动态变化,都将导致整个土壤层有机碳库绝对量的巨大变化,继而引起与大气碳交换加剧,最终与全球气候变化产生交互影响。碳同位素技术对碳素在自然生态系统中的迁移动态具有很好的示踪作用,在农林生态系统转换、污染物源解析等生态学和环境科学领域中广泛应用。在自然生态系统中,原位的碳同位素自然丰度分析相比实验室培养示踪实验,具有更加真实反映自然环境下土壤碳动态变化的优势,是目前唯一可以解决土壤有机碳较长时间尺度,十年至千年尺度动力学过程的工具。随着加速质谱(AMS)检测技术的成熟,低浓度的单体化合物放射性碳同位素分析(CSRA)可以更加精准直接的反映土壤碳循环中核心成分的碳动态。这种分子水平的放射性碳同位素测定技术能够揭示出土壤碳同位素组成的异质性,为解释土壤有机碳的来源、迁移和转化等提供了新型的手段。文章简要总结了目前碳同位素自然丰度分析在土壤碳动态研究中可以解决的科学问题以及在土壤有机碳和微生物量碳动态研究中的研究进展,展望了其在开展土壤生态学研究中的前景。未来研究中需结合碳同位素自然丰度分析,在大尺度时间和空间范围内开展土壤剖面上的碳动态的研究,尤其是针对认识缺乏的深层土壤碳动态开展长期生态学实验研究。
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单位有机地球化学国家重点实验室; 中国科学院大学; 中国科学院广州地球化学研究所
