利用同位素技術(shù)研究不同時間和空間尺度的生態(tài)過程與機制，已成為了解環(huán)境變化和生態(tài)系統(tǒng)演變的重要研究手段之一。植物作為湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是維持湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性和穩(wěn)定性的重要基礎(chǔ)與支撐。植物體內(nèi)穩(wěn)定碳氧同位素（δ13C和δ18O）組成不僅記錄了植物生長過程中外界環(huán)境信息的變化，還可以揭示生物地球化學循環(huán)過程，已逐步成為研究植物與環(huán)境間相互關(guān)系的重要方法。
　　中國科學院南京地理與湖泊研究所研究員薛濱團隊研究人員以太湖流域的水生植物和神農(nóng)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(qū)域利用植物碳氧同位素更準確研究湖泊現(xiàn)代環(huán)境變化和古環(huán)境演變提供了實驗支持和數(shù)據(jù)支撐。
　　通過對太湖流域內(nèi)水生植物的δ13C進行分析，研究結(jié)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(jié)上不存在明顯的差異，在空間上河流地區(qū)水生植物的δ13C較湖區(qū)水生植物的δ13C偏輕，差異較顯著（圖1）。通過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(xiàn)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(wěn)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地研究湖泊環(huán)境變化提供了數(shù)據(jù)支持，相關(guān)研究成果發(fā)表在Ecological Indicators上。
　　此外，通過對神農(nóng)架大九湖泥炭地的濕地植物α纖維素進行δ18O分析，研究結(jié)果顯示不同類型植物不同部位（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(qū)植物生長季（4月至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(qū)植物的δ18O可以保存植物生長過程中吸收利用源水的δ18O和溫度的信號。這為該地區(qū)沉積物中纖維素δ18O的氣候意義解譯提供了現(xiàn)代過程的參照與對比，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上。
　　上述工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和科學技術(shù)部基礎(chǔ)性工作專項等項目支持。
　　論文鏈接：1、2 
　　圖1 太湖流域采樣點位置示意圖
　　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
　　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在時間序列上的對比