研究方向

  研究方向及内容

  ☆稳定同位素分析技术创新和发展

  随着生态过程研究的深入,对稳定同位素丰度测定技术提出了单体物质、快速、干扰少、精度高等要求。例如,目前铵盐稳定同位素丰度的最新测定方法为次溴酸盐氧化结合羟胺还原法,硝酸盐氮氧同位素丰度测定的主流方法为反硝化细菌法和镉粉叠氮酸还原化学法,表征土壤微生物作用的磷脂脂肪酸、氨基糖等同位素丰度测定方法主要为GC-C-IRMS等等。如何进一步提高这些方法的转化效率,去干扰,提高分离性能及测试精度等是同位素技术创新和发展的关键点。另外,野外试验中的样品收集和实验室配套测试技术也是同位素技术发展的重要方向和研究内容。

  ☆稳定同位素技术应用研究

  ①生态系统物质循环过程及时空格局

  采用稳定同位素技术手段,从分子到生态系统尺度研究森林、农田、草地、湿地等系统中碳、氮、水等物质的多介质、多界面生物地球化学循环过程,揭示生物和非生物驱动机制;从时空尺度和多因子相结合的角度研究碳氮水循环的关键过程对人类活动干扰和全球变化的响应与反馈,揭示干扰和环境因素的驱动机制;为生态系统的结构功能、生产力的稳定维持、生物多样性保护和生态系统管理提供科学基础。

  ②土壤有机质来源及稳定机制

  利用稳定同位素技术手段研究土壤有机质的来源与形成过程。将土壤有机碳转化研究与土壤有机质稳定性和质量(活性)评价研究相结合,利用微生物标识物的动态区分微生物群落在有机质循环过程中的相对贡献,探讨土壤有机质截获与稳定化机制;将土壤有机氮转化研究与土壤供氮特性相结合,利用稳定同位素技术跟踪土壤主要含氮化合物的动态变化并评价其供氮潜力,揭示土壤氮素组分的更新和土壤氮素内循环的关系。

  ③环境中污染物质去向及源解析

  研究环境中污染物的来源与归趋,如大气灰霾中的碳氮污染物、水体中的硝酸盐、温室气体等。可通过研究污染物同位素自然丰度值的变化,甄别污染物来源的变化,揭示人类活动对相关污染物的贡献及影响机制,为环境污染的修复治理提供科学依据。

  ④农产品掺假鉴别及产地溯源

  利用稳定同位素技术,建立相应的标志性特征物质的同位素数据库和辨别模型,实现对对食品掺假、农产品产地溯源等研究和技术应用。

  ⑤气候和环境变化模拟与重建

  通过采集环境中的时间序列样品(冰芯、沉积物、树芯等)并测定其稳定同位素信号,模拟反映历史气候和环境的可能变化,为全球气候和环境变化生态学研究提供证据。

  ☆同位素测定分析标准物质研制

  根据碳、氮、氧、氢等稳定同位素分析技术研究进展,研发相应的标准物质、标准品、工作质控物质等,服务相关领域的国际、国内同行。