利用同位素技術(shù)研究不同時(shí)間和空間尺度的生態(tài)過(guò)程與機制，已成為了解環(huán)境變化和生態(tài)系統演變的重要研究手段之一。植物作為湖泊濕地生態(tài)系統的重要組成部分，是維持湖泊濕地生態(tài)系統多樣性和穩定性的重要基礎與支撐。植物體內穩定碳氧同位素（δ¹³C和δ¹⁸O）組成不僅記錄了植物生長(cháng)過(guò)程中外界環(huán)境信息的變化，還可以揭示生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程，已逐步成為研究植物與環(huán)境間相互關(guān)系的重要方法。 

　　在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和科技部基礎性工作專(zhuān)項等項目的聯(lián)合資助下，薛濱研究員團隊博士生劉金亮以太湖流域的水生植物和神農架大九湖泥炭地的濕地植物為研究對象，分析其碳氧同位素的組成變化特征及其環(huán)境影響因子，為該區域利用植物碳氧同位素更準確的研究湖泊現代環(huán)境變化和古環(huán)境演變提供了實(shí)驗支持和數據支撐。 

　　研究團隊通過(guò)對太湖流域內水生植物的δ¹³C進(jìn)行分析，研究結果表明水生植物不同組分（全樣、綜纖維素與α纖維素）的δ¹³C在季節上不存在明顯的差異，在空間上河流地區水生植物的δ¹³C較湖區水生植物的δ¹³C偏輕，差異較顯著(zhù)（圖1）。通過(guò)分析水生植物不同組分的δ¹³C與環(huán)境要素之間的關(guān)系，發(fā)現水體pH是影響水生植物δ¹³C變化的主要因素，其中水生植物α纖維素組分對環(huán)境變化的響應較植物的全樣和綜纖維素組分更敏感，更適用于作為研究湖泊生態(tài)環(huán)境變化的載體（圖2）。而造成這種差異的主要原因是由于植物中的木質(zhì)素和抽提物等次級組分對全樣的δ¹³C信號具有一定的干擾，與其他次級組分相比，α纖維素組成成分單一、理化性質(zhì)相對穩定，有固定的分子式，對環(huán)境變化響應更為敏感。這對于利用水生植物碳同位素更準確的研究湖泊環(huán)境變化提供了數據支持，相關(guān)研究成果發(fā)表在Ecological Indicators，論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106721。

圖1太湖流域采樣點(diǎn)位置示意圖

圖2水生植物不同組分的δ¹³C與環(huán)境要素之間的相關(guān)性 

　　此外，通過(guò)對神農架大九湖泥炭地的濕地植物α纖維素進(jìn)行δ¹⁸O分析，研究結果顯示不同類(lèi)型植物不同部位（全樣、莖和葉）的δ¹⁸O不存在明顯的差異，且對環(huán)境變化的響應不存在顯著(zhù)的差異。泥炭地表水的δ¹⁸O是影響植物δ¹⁸O變化最主要的因素，但是該地區植物生長(cháng)季（4~10月）的月平均溫度對植物δ¹⁸O的影響不容被忽略（圖3與圖4）。因此，該地區植物的δ¹⁸O可以保存植物生長(cháng)過(guò)程中吸收利用源水的δ¹⁸O和溫度的信號。這為該地區沉積物中纖維素δ¹⁸O的氣候意義解譯提供了現代過(guò)程的參照與對比，同樣對于我國其他泥炭地纖維素δ¹⁸O的古氣候信息解析具有重要的借鑒意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology，論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109910。

圖3植物不同部位的δ¹⁸O與氣候要素之間的相關(guān)性

圖4不同植物、大氣降水和泥炭地表水的δ¹⁸O在時(shí)間序列上的對比