林业科学

作者：白雪娟1,2,翟国庆1,刘敬泽1,*

单位：1. 河北师范大学生命科学学院　河北省动物生理生化与分子生物学实验室　河北省生态环境协同创新中心　石家庄 0500242. 河北师范大学生态学博士后科研流动站　石家庄 050024

关键词：13C稳定同位素标记技术')">13C稳定同位素标记技术,陆地生态系统,碳循环,土壤有机碳,微生物标志物

基金：国家自然科学基金青年项目（42307442）；中国博士后面上项目（2022M720987）；河北省教育厅科学研究项目（BJK2024199）；河北省自然科学基金青年项目（C2022205030）。

绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO2，是陆地生态系统的主要碳（C）源，量化光合C在植物-土壤系统间的分配，对于明确C的周转与存留、预测气候变化背景下植被和土壤C库潜力具有重要意义。13C稳定同位素技术具有准确性和易操作性，在C循环研究中被广泛应用，为探究植物-土壤系统C分配、土壤微生物群落结构、C利用效率和土壤C矿化为CO2通量变化等特性提供重要技术支撑。本研究首先介绍13C稳定同位素的发展和标记方法，主要有13C脉冲（单次与多次）标记、13C连续标记、借助C4土壤种植C3植物确定13C丰度以及不改变植被条件鉴定自然13C丰度等。其次总结该技术在植物-微生物-土壤系统C循环中的应用：主要包括13C同位素标记在植物-土壤系统C分配，13C自然丰度技术在树木生长轮和植物群落水平C循环、土壤有机C形成与分解过程中的应用；在土壤微生物方面，概述13C稳定同位素在磷脂脂肪酸、氨基糖、芯片-稳定同位素探针、纳米二次离子质谱同位素成像、荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术等微生物标志物上的应用。接着总结13C稳定同位素方法的缺点，即13C样品检测价格昂贵、由于13C分馏作用影响13C丰度检测不准确及13C标记与微生物标志物技术结合对13C标记丰度要求较高等。最后，对未来13C同位素示踪技术研究提出展望：在理论上，需探究13C标记底物在植物-土壤-微生物系统C分配、转化和固持的作用机制和影响机制，构建统计与验证模型；在应用上，应注重交叉学科的运用，将地理信息系统、遥感等地学技术与13C稳定同位素相结合，从更广泛、更全面的角度推进陆地生态系统C循环研究。

来源：2024年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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