4月19日，地学系博士生周建以第一作者身份在全球农林科学顶级学术刊物《农林气象》（Agricutural and Forest Meteorology）在线发表题为“The relationship between soil CO₂efflux and its carbon isotope composition under non-steady-state conditions”的研究论文，阐释了土壤呼吸过程中碳同位素扩散分馏的基本规律。地学系林光辉教授为文章通讯作者。

土壤呼吸释放的CO₂碳同位素比值信号，是追踪碳循环过程的重要途径。以往大多数相关研究中，通常利用对土壤呼吸同位素信号的拆分来推算不同呼吸源在总呼吸中的贡献比例。但实际上，只有在稳态条件下土壤释放的CO₂碳同位素比值才等于呼吸代谢产生的CO₂碳同位素比值。如果CO₂在扩散过程中发生了同位素分馏，释放出来的碳同位素比值不再等于代谢产生的碳同位素比值，传统拆分方法就将不再适用。

利用赛默飞公司（Thermo Fisher）提供的Delta Ray激光同位素分析仪，周建，吴耕泓，杨子尧等在对深圳的温室模拟红树林生态系统的呼吸测定中，发现了远超出正常范围的土壤呼吸碳同位素比值信号和其变异幅度随呼吸速率增加而收敛的特征。抓住这一规律性现象，研究小组从扩散分馏角度入手，利用扩散方程对非稳态条件下土壤呼吸的碳同位素分馏进行了解析分析，充分解释了观测到的土壤呼吸碳同位素比值变异特征。通过对文献数据的整合分析，他们发现以往用于土壤呼吸拆分的碳同位素信号也有随呼吸速率增加而收敛的现象，说明这些研究中的土壤呼吸碳同位素比值变化很大程度上也是来自于扩散分馏，而非源于不同呼吸源贡献比例的差异。

在自然非稳态条件下，土壤呼吸的碳同位素比值受扩散分馏影响会产生很大的变异性，这种变异性随土壤呼吸速率的增加而收敛。

该研究揭示了自然非稳态条件下土壤呼吸过程中的碳同位素扩散分馏的基本特征和规律，指出了以往研究中对同位素分馏效应的忽略可能导致的问题，对基于碳同位素信号分析的生态系统碳循环研究提供了基础理论支持。

研究开展得到了赛默飞公司的大力支持，包括无偿提供激光同位素分析仪，以及多位工程师对仪器调试使用的协助！

周建，2012年考入清华大学地球系统科学系，师从林光辉教授攻读博士学位。主要研究方向为同位素生态学和理论生态学。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192318301114