碳 13 同位素比值测定测土壤：不同植被类型下，δ

碳13同位素揭示植被密码：土壤δ¹³C值的植被差异

土壤有机质的δ¹³C值（碳13同位素比值）如同一个隐秘的“指纹”，忠实地记录着其植物来源的光合作用途径。C3与C4植物因其固碳酶和碳固定路径的显著差异，形成了截然不同的δ¹³C特征，并深刻烙印在由其衍生的土壤有机质上：

1. C3植物主导的生态系统（森林、大部分温带草原/农田）：

* 植物范围： -22‰ 至 -34‰（平均约 -27‰）

* 土壤范围： -25‰ 至 -28‰（典型森林土壤），-22‰ 至 -26‰（温带草地/农田）。土壤有机质在分解过程中发生轻微同位素分馏（富集¹³C约1-2‰），因此土壤δ¹³C通常比其植物来源略高（正值更大）。

2. C4植物主导的生态系统（热带/亚热带稀树草原、盐沼、玉米/高粱田）：

* 植物范围： -10‰ 至 -14‰（平均约 -13‰）

* 土壤范围： -12‰ 至 -16‰（典型热带草原土壤），-14‰ 至 -18‰（C4作物田）。同样存在分解导致的轻微富集效应。

3. 混合植被生态系统（C3/C4混生草原、农林系统）：

* 土壤范围： -14‰ 至 -22‰（典型混交草原）。土壤δ¹³C值介于纯C3和纯C4土壤之间，其具体数值灵敏地反映了C4植物对群落生物量或土壤有机碳输入的相对贡献比例。C4植物比例越高，土壤δ¹³C值越偏正（更接近C4范围）。

关键差异总结：

* 分界清晰： C3植被下的土壤δ¹³C值显著低于（更负）C4植被下的土壤。

* 典型范围：

* C3主导土壤： -22‰ 到 -28‰（森林最负，温带草地稍高）

* C4主导土壤： -12‰ 到 -18‰（热带草原最正，农田可能略低）

* 混合植被土壤： -14‰ 到 -22‰（过渡区间）

* 核心驱动力： 植物光合类型（C3 vs C4）是土壤δ¹³C空间分异的首要控制因素。

* 生态指示意义： 土壤δ¹³C值成为重建古植被（C3/C4比例）、追踪现代土地利用变化（如森林开垦为玉米田导致δ¹³C升高）、研究土壤碳周转动态（不同来源碳的稳定性差异）以及量化C4物种入侵程度的有力工具。

因此，通过测定土壤δ¹³C值，科学家能有效“解码”土壤有机碳的主要植被来源，揭示生态系统过去与现在的植被构成及其动态变化，为理解碳循环和生态过程提供了关键的同位素视角。