【(?)热(Re)点(Dian)Focus】(?)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)示(Shi)踪(Zong)技(Ji)术(Shu)及(Ji)其(Qi)在(Zai)陆(Lu)地(Di)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)碳(Tan)循(Xun)环(Huan)研(Yan)究(Jiu)中(Zhong)的(De)应(Ying)用(Yong)与(Yu)展(Zhan)望(Wang)

碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)原(Yuan)子(Zi)质(Zhi)量(Liang)的(De)微(Wei)小(Xiao)差(Cha)异(Yi)，(?)使(Shi)得(De)含(Han)有(You)不(Bu)同(Tong)同(Tong)位(Wei)素(Su)的(De)物(Wu)质(Zhi)具(Ju)有(You)不(Bu)同(Tong)的(De)理(Li)化(Hua)性(Xing)质(Zhi)，(?)导(Dao)致(Zhi)不(Bu)同(Tong)的(De)动(Dong)力(Li)学(Xue)和(He)热(Re)力(Li)学(Xue)效(Xiao)应(Ying)，(?)在(Zai)物(Wu)理(Li)、(?)化(Hua)学(Xue)和(He)生(Sheng)物(Wu)等(Deng)反(Fan)应(Ying)过(Guo)程(Cheng)中(Zhong)出(Chu)现(Xian)同(Tong)位(Wei)素(Su)分(Fen)馏(Liu)现(Xian)象(Xiang)。(?)碳(Tan)循(Xun)环(Huan)过(Guo)程(Cheng)中(Zhong)，(?)同(Tong)位(Wei)素(Su)交(Jiao)换(Huan)反(Fan)应(Ying)使(Shi)无(Wu)机(Ji)盐(Yan)(如(Ru)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan))富(Fu)集(Ji)重(Zhong)同(Tong)位(Wei)素(Su)(如(Ru)¹³C)；(?)而(?)碳(Tan)的(De)有(You)机(Ji)循(Xun)环(Huan)，(?)如(Ru)光(Guang)合(He)作(Zuo)用(Yong)的(De)动(Dong)力(Li)分(Fen)馏(Liu)效(Xiao)应(Ying)导(Dao)致(Zhi)生(Sheng)物(Wu)成(Cheng)因(Yin)碳(Tan)(有(You)机(Ji)物(Wu))中(Zhong)富(Fu)集(Ji)轻(Qing)同(Tong)位(Wei)素(Su)(如(Ru)¹²C)，(?)从(Cong)而(?)导(Dao)致(Zhi)陆(Lu)地(Di)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)中(Zhong)有(You)机(Ji)体(Ti)和(He)大(Da)气(Qi)CO₂之(Zhi)间(Jian)的(De)碳(Tan)循(Xun)环(Huan)过(Guo)程(Cheng)中(Zhong)，(?)出(Chu)现(Xian)明(Ming)显(Xian)的(De)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)分(Fen)馏(Liu)现(Xian)象(Xiang)。(?)植(Zhi)株(Zhu)光(Guang)合(He)作(Zuo)用(Yong)过(Guo)程(Cheng)差(Cha)异(Yi)或(Huo)土(Tu)壤(Rang)有(You)机(Ji)碳(Tan)不(Bu)同(Tong)条(Tiao)件(Jian)下(Xia)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)矿(Kuang)化(Hua)过(Guo)程(Cheng)差(Cha)异(Yi)，(?)都(Du)会(Hui)导(Dao)致(Zhi)不(Bu)同(Tong)碳(Tan)库(Ku)的(De)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)比(Bi)值(Zhi)（(?)δ¹³C）(?)呈(Cheng)现(Xian)差(Cha)异(Yi)。(?)所(Suo)以(Yi)，(?) 通(Tong)过(Guo)测(Ce)定(Ding)各(Ge)个(Ge)碳(Tan)库(Ku)中(Zhong)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)比(Bi)值(Zhi)的(De)变(Bian)化(Hua)，(?)可(Ke)以(Yi)量(Liang)化(Hua)“(?)大(Da)气(Qi)-植(Zhi)物(Wu)-土(Tu)壤(Rang)”(?)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)中(Zhong)碳(Tan)的(De)来(Lai)源(Yuan)、(?)分(Fen)配(Pei)及(Ji)其(Qi)周(Zhou)转(Zhuan)规(Gui)律(Lu)。(?)

质(Zhi)谱(Pu)法(Fa)、(?)核(He)磁(Ci)共(Gong)振(Zhen)法(Fa)和(He)光(Guang)谱(Pu)法(Fa)是(Shi)测(Ce)定(Ding)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)常(Chang)用(Yong)的(De)方(Fang)法(Fa)。(?)随(Sui)着(Zhuo)元(Yuan)素(Su)生(Sheng)物(Wu)地(Di)球(Qiu)化(Hua)学(Xue)循(Xun)环(Huan)研(Yan)究(Jiu)的(De)进(Jin)一(Yi)步(Bu)发(Fa)展(Zhan)，(?)以(Yi)及(Ji)元(Yuan)素(Su)分(Fen)析(Xi)仪(Yi)-同(Tong)位(Wei)素(Su)质(Zhi)谱(Pu)(EA-IRMS)和(He)热(Re)分(Fen)析(Xi)-傅(Fu)里(Li)叶(Ye)变(Bian)换(Huan)红(Hong)外(Wai)光(Guang)谱(Pu)-气(Qi)相(Xiang)色(Se)谱(Pu)-质(Zhi)谱(Pu)（(?)STA-FTIR-GC-MS)等(Deng)联(Lian)用(Yong)技(Ji)术(Shu)的(De)兴(Xing)起(Qi)，(?)极(Ji)大(Da)促(Cu)进(Jin)了(Liao)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)分(Fen)析(Xi)测(Ce)试(Shi)技(Ji)术(Shu)的(De)发(Fa)展(Zhan)。(?)近(Jin)年(Nian)来(Lai)，(?)在(Zai)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)相(Xiang)关(Guan)的(De)科(Ke)学(Xue)研(Yan)究(Jiu)中(Zhong)，(?)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)示(Shi)踪(Zong)技(Ji)术(Shu)还(Huan)与(Yu)其(Qi)他(Ta)技(Ji)术(Shu)的(De)进(Jin)行(Xing)耦(Ou)合(He)，(?)如(Ru)原(Yuan)位(Wei)检(Jian)测(Ce)技(Ji)术(Shu)（(?)¹³C稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)探(Tan)针(Zhen)-拉(La)曼(Man)显(Xian)微(Wei)光(Guang)谱(Pu)技(Ji)术(Shu)(SIRM)、(?)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)探(Tan)针(Zhen)-纳(Na)米(Mi)二(?)次(Ci)离(Li)子(Zi)质(Zhi)谱(Pu)技(Ji)术(Shu)(NanoSIP)、(?)分(Fen)子(Zi)生(Sheng)物(Wu)学(Xue)技(Ji)术(Shu)（(?)¹³C同(Tong)位(Wei)素(Su)探(Tan)针(Zhen)-磷(Lin)脂(Zhi)脂(Zhi)肪(Fang)酸(Suan)(PLFA-SIP)）(?)等(Deng)。(?)

基(Ji)于(Yu)C₃/C₄植(Zhi)物(Wu)δ¹³C的(De)不(Bu)同(Tong), 碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)组(Zu)成(Cheng)可(Ke)以(Yi)用(Yong)于(Yu)区(Qu)分(Fen)植(Zhi)物(Wu)的(De)C₃和(He)C₄光(Guang)合(He)途(Tu)径(Jing)以(Yi)及(Ji)不(Bu)同(Tong)植(Zhi)物(Wu)功(Gong)能(Neng)群(Qun)结(Jie)构(Gou)变(Bian)化(Hua)。(?)已(Yi)有(You)研(Yan)究(Jiu)通(Tong)过(Guo)测(Ce)定(Ding)不(Bu)同(Tong)碳(Tan)组(Zu)分(Fen)(可(Ke)溶(Rong)性(Xing)碳(Tan)水(Shui)化(Hua)合(He)物(Wu)和(He)结(Jie)构(Gou)性(Xing)碳(Tan)库(Ku))的(De)δ¹³C值(Zhi)，(?)从(Cong)而(?)估(Gu)计(Ji)植(Zhi)物(Wu)水(Shui)分(Fen)利(Li)用(Yong)效(Xiao)率(Lu)和(He)光(Guang)合(He)作(Zuo)用(Yong)在(Zai)不(Bu)同(Tong)时(Shi)间(Jian)尺(Chi)度(Du)上(Shang)的(De)变(Bian)化(Hua)。(?)也(Ye)有(You)学(Xue)者(Zhe)通(Tong)过(Guo)土(Tu)壤(Rang)碳(Tan)自(Zi)然(Ran)丰(Feng)度(Du)δ¹³C的(De)变(Bian)化(Hua)，(?)来(Lai)研(Yan)究(Jiu)土(Tu)壤(Rang)碳(Tan)库(Ku)中(Zhong)活(Huo)性(Xing)组(Zu)分(Fen)碳(Tan)(微(Wei)生(Sheng)物(Wu)生(Sheng)物(Wu)量(Liang)碳(Tan)(MBC))的(De)周(Zhou)转(Zhuan)速(Su)率(Lu)和(He)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)。(?)随(Sui)着(Zhuo)分(Fen)析(Xi)方(Fang)法(Fa)测(Ce)试(Shi)精(Jing)度(Du)的(De)提(Ti)高(Gao)，(?)采(Cai)用(Yong)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)配(Pei)对(Dui)标(Biao)记(Ji)实(Shi)验(Yan), 只(Zhi)要(Yao)SOC和(He)其(Qi)他(Ta)一(Yi)种(Zhong)或(Huo)是(Shi)两(Liang)种(Zhong)碳(Tan)源(Yuan)的(De)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)比(Bi)值(Zhi)间(Jian)有(You)较(Jiao)为(Wei)明(Ming)显(Xian)的(De)差(Cha)别(Bie)，(?)也(Ye)可(Ke)以(Yi)解(Jie)析(Xi)多(Duo)碳(Tan)源(Yuan)相(Xiang)互(Hu)作(Zuo)用(Yong)及(Ji)其(Qi)对(Dui)土(Tu)壤(Rang)呼(Hu)吸(Xi)的(De)贡(Gong)献(Xian)，(?)这(Zhe)对(Dui)于(Yu)研(Yan)究(Jiu)复(Fu)杂(Za)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)中(Zhong)碳(Tan)通(Tong)量(Liang)和(He)净(Jing)碳(Tan)平(Ping)衡(Heng)具(Ju)有(You)重(Zhong)要(Yao)的(De)应(Ying)用(Yong)价(Jia)值(Zhi)。(?)

碳(Tan)稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)人(Ren)工(Gong)标(Biao)记(Ji)技(Ji)术(Shu)也(Ye)在(Zai)实(Shi)际(Ji)研(Yan)究(Jiu)中(Zhong)扮(Ban)演(Yan)重(Zhong)要(Yao)角(Jiao)色(Se)，(?)如(Ru)：(?)¹³C贫(Pin)化(Hua)示(Shi)踪(Zong)技(Ji)术(Shu)结(Jie)合(He)的(De)FACE实(Shi)验(Yan)是(Shi)研(Yan)究(Jiu)CO₂浓(Nong)度(Du)增(Zeng)加(Jia)的(De)微(Wei)域(Yu)环(Huan)境(Jing)中(Zhong)SOC周(Zhou)转(Zhuan)的(De)常(Chang)用(Yong)方(Fang)法(Fa)。(?)目(Mu)前(Qian)全(Quan)球(Qiu)已(Yi)建(Jian)立(Li)十(Shi)余(Yu)个(Ge)涉(She)及(Ji)森(Sen)林(Lin)，(?)农(Nong)田(Tian)和(He)草(Cao)地(Di)等(Deng)多(Duo)个(Ge)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)和(He)多(Duo)种(Zhong)植(Zhi)被(Bei)类(Lei)型(Xing)的(De)¹³C-FACE平(Ping)台(Tai)，(?)阐(Chan)释(Shi)了(Liao)大(Da)气(Qi)CO₂浓(Nong)度(Du)升(Sheng)高(Gao)条(Tiao)件(Jian)下(Xia)，(?)不(Bu)同(Tong)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)植(Zhi)物(Wu)生(Sheng)理(Li)与(Yu)光(Guang)合(He)效(Xiao)率(Lu)、(?)养(Yang)分(Fen)和(He)水(Shui)分(Fen)利(Li)用(Yong)、(?)土(Tu)壤(Rang)呼(Hu)吸(Xi)、(?)土(Tu)壤(Rang)碳(Tan)的(De)输(Shu)入(Ru)量(Liang)及(Ji)周(Zhou)转(Zhuan)率(Lu)和(He)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)响(Xiang)应(Ying)等(Deng)过(Guo)程(Cheng)机(Ji)制(Zhi)。(?)

另(Ling)外(Wai)脉(Mai)冲(Chong)标(Biao)记(Ji)法(Fa)、(?)¹³C富(Fu)集(Ji)底(Di)物(Wu)标(Biao)记(Ji)技(Ji)术(Shu)，(?)也(Ye)是(Shi)重(Zhong)要(Yao)手(Shou)段(Duan)。(?)已(Yi)有(You)研(Yan)究(Jiu)利(Li)用(Yong)¹³CO₂脉(Mai)冲(Chong)标(Biao)记(Ji)结(Jie)合(He)生(Sheng)物(Wu)标(Biao)志(Zhi)物(Wu)(磷(Lin)脂(Zhi)脂(Zhi)肪(Fang)酸(Suan))的(De)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)探(Tan)针(Zhen)技(Ji)术(Shu)(13C-PLFA-SIP)，(?)发(Fa)现(Xian)了(Liao)碳(Tan)从(Cong)水(Shui)稻(Dao)向(Xiang)土(Tu)壤(Rang)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)快(Kuai)速(Su)转(Zhuan)移(Yi)的(De)现(Xian)象(Xiang)，(?)且(Qie)随(Sui)着(Zhuo)水(Shui)稻(Dao)生(Sheng)长(Chang)期(Qi)的(De)变(Bian)化(Hua)根(Gen)际(Ji)碳(Tan)的(De)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)同(Tong)化(Hua)量(Liang)显(Xian)著(Zhu)增(Zeng)加(Jia)，(?)真(Zhen)菌(Jun)及(Ji)革(Ge)兰(Lan)氏(Shi)阴(Yin)性(Xing)菌(Jun)是(Shi)主(Zhu)要(Yao)的(De)同(Tong)化(Hua)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)。(?)¹³C富(Fu)集(Ji)底(Di)物(Wu)标(Biao)记(Ji)技(Ji)术(Shu)的(De)典(Dian)型(Xing)应(Ying)用(Yong)是(Shi)在(Zai)实(Shi)验(Yan)土(Tu)壤(Rang)中(Zhong)加(Jia)入(Ru)¹³C标(Biao)记(Ji)的(De)底(Di)物(Wu)，(?)以(Yi)未(Wei)标(Biao)记(Ji)的(De)底(Di)物(Wu)为(Wei)对(Dui)照(Zhao)，(?)结(Jie)合(He)PLFA、(?)氨(An)基(Ji)糖(Tang)等(Deng)生(Sheng)物(Wu)标(Biao)志(Zhi)物(Wu)技(Ji)术(Shu)，(?)测(Ce)定(Ding)¹³C在(Zai)土(Tu)壤(Rang)各(Ge)组(Zu)分(Fen)有(You)机(Ji)碳(Tan)的(De)量(Liang)及(Ji)其(Qi)来(Lai)源(Yuan)，(?)有(You)助(Zhu)于(Yu)阐(Chan)明(Ming)外(Wai)源(Yuan)碳(Tan)对(Dui)土(Tu)壤(Rang)碳(Tan)储(Chu)量(Liang)的(De)贡(Gong)献(Xian)。(?)

目(Mu)前(Qian)应(Ying)用(Yong)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)示(Shi)踪(Zong)技(Ji)术(Shu)对(Dui)C_3/C₄植(Zhi)被(Bei)演(Yan)替(Ti)、(?)土(Tu)壤(Rang)有(You)机(Ji)质(Zhi)源(Yuan)汇(Hui)和(He)各(Ge)组(Zu)分(Fen)的(De)周(Zhou)转(Zhuan)及(Ji)其(Qi)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)响(Xiang)应(Ying)机(Ji)制(Zhi)等(Deng)方(Fang)面(Mian)进(Jin)行(Xing)了(Liao)大(Da)量(Liang)研(Yan)究(Jiu)并(Bing)日(Ri)趋(Qu)成(Cheng)熟(Shu)，(?)而(?)对(Dui)于(Yu)植(Zhi)物(Wu)-土(Tu)壤(Rang)碳(Tan)循(Xun)环(Huan)中(Zhong)植(Zhi)物(Wu)、(?)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)以(Yi)及(Ji)土(Tu)壤(Rang)动(Dong)物(Wu)(如(Ru)原(Yuan)生(Sheng)动(Dong)物(Wu)、(?)线(Xian)虫(Chong)和(He)节(Jie)肢(Zhi)动(Dong)物(Wu)等(Deng))所(Suo)扮(Ban)演(Yan)的(De)角(Jiao)色(Se)及(Ji)其(Qi)循(Xun)环(Huan)机(Ji)理(Li)研(Yan)究(Jiu)较(Jiao)少(Shao)。(?)尽(Jin)管(Guan)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)示(Shi)踪(Zong)在(Zai)植(Zhi)物(Wu)生(Sheng)理(Li)生(Sheng)态(Tai)研(Yan)究(Jiu)中(Zhong)已(Yi)发(Fa)挥(Hui)重(Zhong)要(Yao)作(Zuo)用(Yong)，(?)但(Dan)许(Xu)多(Duo)物(Wu)理(Li)、(?)化(Hua)学(Xue)和(He)生(Sheng)物(Wu)过(Guo)程(Cheng)还(Huan)不(Bu)十(Shi)分(Fen)清(Qing)楚(Chu)；(?)放(Fang)牧(Mu)、(?)施(Shi)肥(Fei)、(?)耕(Geng)作(Zuo)等(Deng)人(Ren)类(Lei)活(Huo)动(Dong)等(Deng)多(Duo)种(Zhong)因(Yin)素(Su)可(Ke)直(Zhi)接(Jie)影(Ying)响(Xiang)或(Huo)与(Yu)气(Qi)候(Hou)协(Xie)同(Tong)作(Zuo)用(Yong)影(Ying)响(Xiang)植(Zhi)被(Bei)变(Bian)化(Hua)以(Yi)及(Ji)导(Dao)致(Zhi)土(Tu)壤(Rang)有(You)机(Ji)质(Zhi)变(Bian)化(Hua)的(De)综(Zong)合(He)研(Yan)究(Jiu)尚(Shang)需(Xu)深(Shen)入(Ru)；(?)还(Huan)缺(Que)乏(Fa)碳(Tan)与(Yu)其(Qi)他(Ta)养(Yang)分(Fen)元(Yuan)素(Su)的(De)化(Hua)学(Xue)计(Ji)量(Liang)学(Xue)方(Fang)面(Mian)的(De)研(Yan)究(Jiu)，(?)以(Yi)及(Ji)碳(Tan)、(?)氮(Dan)、(?)磷(Lin)、(?)硫(Liu)、(?)氧(Yang)等(Deng)多(Duo)种(Zhong)同(Tong)位(Wei)素(Su)联(Lian)合(He)探(Tan)测(Ce)技(Ji)术(Shu)在(Zai)生(Sheng)态(Tai)学(Xue)领(Ling)域(Yu)的(De)综(Zong)合(He)开(Kai)发(Fa)及(Ji)应(Ying)用(Yong)。(?)但(Dan)仍(Reng)需(Xu)要(Yao)在(Zai)(1)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)耦(Ou)合(He)光(Guang)谱(Pu)成(Cheng)像(Xiang)技(Ji)术(Shu)的(De)高(Gao)精(Jing)度(Du)原(Yuan)位(Wei)检(Jian)测(Ce)方(Fang)法(Fa)、(?)(2)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)耦(Ou)合(He)超(Chao)高(Gao)分(Fen)辨(Bian)率(Lu)成(Cheng)像(Xiang)技(Ji)术(Shu)、(?)(3)稳(Wen)定(Ding)碳(Tan)同(Tong)位(Wei)素(Su)探(Tan)针(Zhen)技(Ji)术(Shu)耦(Ou)合(He)微(Wei)生(Sheng)物(Wu)生(Sheng)态(Tai)学(Xue)多(Duo)组(Zu)学(Xue)分(Fen)析(Xi)技(Ji)术(Shu)、(?)(4)有(You)机(Ji)碳(Tan)的(De)来(Lai)源(Yuan)与(Yu)周(Zhou)转(Zhuan)通(Tong)量(Liang)的(De)多(Duo)碳(Tan)源(Yuan)解(Jie)析(Xi)技(Ji)术(Shu)等(Deng)方(Fang)面(Mian)付(Fu)出(Chu)更(Geng)多(Duo)的(De)努(Nu)力(Li)。(?)