202-生物地质与环境地质国家重点实验室

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地质微生物与全球变化平台
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发布日期:2025-06-06

全球变化成为当今人类社会发展的核心议题,地质微生物是全球气候变化与碳循环的关键驱动者地质微生物与全球变化实验平台聚焦地球环境演化的微观机制,以碳十四小型加速器质谱仪(MICADAS)气体同位素光谱分析仪(Picarro-2201i)为核心设备,通过解析微生物代谢产物与碳循环、气候变迁的深层关联,为理解地球系统动态提供科学依据。

地质微生物与全球变化实验平台以王红梅教授为首席科学家,黄咸雨教授、刘邓教授张宏斌副研究员、博士后程晓钰、于小芳等组成了该实验平台的技术研发和科技创新团队,旨在攻关国际前沿科学问题和满足国家战略需求服务于地球科学、环境科学生物科学等相关研究,为学科发展和创新提供技术支撑。

小型碳十四加速器质谱仪(MICADAS)为超大型精密仪器,为省内第一台用于14C分析的加速器质谱仪。瑞士Ionplus公司生产的MICADAS具有体积小、重量轻、能耗低、灵敏度高、分析速度快以及维护简便等特点,是一款紧凑且高效的科研设备,适用于多种场景下的碳十四测年分析。

MICADAS配备了自动石墨化系统(AGE3),连接元素分析仪(EA)和碳酸盐处理系统(CHS),能实现固态(有机和无机)样品的自动石墨化,样品用量仅需微克级。石墨化过程自动完成,可以很好的保证14C测试结果的重现性,也减轻了实验过程中外源碳污染的影响程度。

此外,还配备了德国Gerstel公司生产的馏分收集器,联合气相色谱仪,可以实现微生物脂类族组分和单个化合物的收集,开展单分子碳十四分析(compound-specific radiocarbon isotope analysis)。

高质量的14C测试结果,有着非常广泛的应用领域。它既可以用于校准沉积历史,也能够用于示踪微生物代谢活动的碳来源,还能揭示流域土壤碳周转时间与水文气候、人类活动的关联。

气体碳同位素光谱分析仪(Picarro-2201i)同步高精度测量CO₂和CH₄浓度及其稳定碳同位素组成(δ¹³C),采样率达秒级,支持野外原位分析。

实时追踪大气中CO₂和CH₄的源汇动态,解析微生物代谢对气体浓度的影响;通过同位素分馏特征,区分微生物驱动的碳循环路径(如有氧呼吸、甲烷生成);监测湿地排水冻土融化等过程中微生物活动的碳释放风险。


团队注重室内分析平台与野外监测基地相结合,长期负责神农架大九湖野外基地、清江和尚洞与豪猪洞监测,培养了一批兼具仪器操作能力、野外监测实践能力和科学创新思维的复合型人才。近年来,团队在ScienceNature CommunicationEarth and Planetary Science Letters、Geochimica et Cosmochimica ActaGeophysical Research Letters等顶尖期刊发表多篇高水平论文荣获2项湖北省自然科学奖一等奖(2022年,2023年),持续推进高水平科学研究和实验技术开发。

 

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