海洋颗粒有机物碳、氮稳定同位素分析方法研究概况

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作者：刁明亚江婷婷

来源：《科技视界》2015年第22期

【摘要】当前，随着稳定同位素分析技术的发展，特别是碳、氮稳定同位素，因其分馏

作用，能揭示有机物在自然环境中的生物地球化学循环，在海洋生态研究中得到了广泛的应用。对河口区域水体中颗粒物碳、氮稳定同位素分析的研究概况进行简要了综述。

【关键词】碳稳定同位素；氮稳定同位素；颗粒有机物；河口区

【Abstract】In recent years， with the development of stable isotope analysis technology，carbon and nitrogen stable isotope analysis method is widely used in marine ecosystem researches，as they can be used to track organics in natural biogeochemistry cycles because of the fractionation effect. In this paper， a short review is given regarding to the usage of carbon and nitrogen stable isotope analysis in marine ecosystems researches of estuary area.

【Key words】Carbon stable isotope；Nitrogen stable isotope；Particulate organic carbon；Estuary area

1 稳定同位素分析法

随着原子核中子和质子的发现，同位素研究工作逐步建立与发展起来。同位素是指质子数相同而中子数不同的原子，根据其稳定性，可分为稳定同位素和放射性同位素两类。稳定同位素分析是基于消费者与其食物之间稳定同位素组成相近的原理来确定消费者的食物来源以及食物组成的方法。通过稳定同位素在生物体内的变化来反映物理、化学及生物作用对生物体产生影响的过程，能够促进人们对生物圈的认识和理解。同位素分馏是同位素比值不同的两种物质或同一物质两个相态间发生的同位素分配，是稳定同位素丰度变化的机制。生物体新陈代谢过程中，较重的稳定同位素更易在分馏过程中富集在生物体内，反映出大时间尺度上生物摄取的食物经新陈代谢作用后的结果[1]。这种分析方法随Nier型质谱仪产生及其改进而逐步发展完善，其应用领域不断拓展。当今的海洋生态系统的研究中，碳、氮稳定同位素分析方法是最常用的方法之一。

2 碳、氮稳定同位素

碳是构成有机生命体的基础，存在于多数分子和所有生命中，在陆地和水生生物的生物地球化学循环以及生态系统力能过程中扮演着重要角色。碳有多种同位素，其中12C、13C为稳定同位素；氮是大气圈和生物圈的重要组成元素，是控制海洋生态系统结构、功能、物种组成以及生物多样性的关键元素之一，其中14N、15N为稳定同位素。有机物生物地球化学过程