如果兩個原子質子數目相同,但中子數目不同,則它們仍有相同的原子序,在周期表上是同一位置的元素,所以兩者就叫同位素。有放射性的同位素稱為“放射性同位素”(常用的放射性同位素如3H,14C,32P,35S,131I等),沒有放射性并且半衰期大于1050年的則稱為“穩(wěn)定同位素”如
穩(wěn)定碳同位素,并不是所有同位素都具有放射性。
由于原子核所含有的中子數不同,具有相同質子數的原子具有不同的質量,這些原子被稱為同位素。例如,碳的3個主要同位素分別為12C、13C和14C,它們都有6個質子和六個電子,但中子數則分別為6、7和8。與質子相比,含有太多或太少中子均會導致同位素的不穩(wěn)定性,如14C。這些不穩(wěn)定的“放射性同位素”將會衰變成穩(wěn)定同位素。而12C和13C則因為質子和中子所*的穩(wěn)定結合,不發(fā)生衰變,即為穩(wěn)定同位素。
在過去的十幾年中,一些生態(tài)與環(huán)境科學的最令人矚目的進步依賴于穩(wěn)定性同位素技術,穩(wěn)定性同位素能夠被用來解決生態(tài)與環(huán)境科學的許多問題,特別是,應用碳、氮穩(wěn)定性同位素研究生態(tài)系統(tǒng)的食物網結構和營養(yǎng)級關系。
近年來,穩(wěn)定碳同位素技術廣泛地應用于食物網研究中,用于揭示有機物質的循環(huán)路徑和探究消費者之間的營養(yǎng)關系。利用生物天然碳氮穩(wěn)定同位素可以有效地揭示其有機物來源、消費者的食物組成以及各生物在食物網中所處的營養(yǎng)級。氮同位素在不同營養(yǎng)級有大約3.4‰的富集度,通常用來指示生物所處的營養(yǎng)級;消費者的碳同位素和其食源基本相似,平均富集在0.1‰-0.4‰之間,是食物來源良好的示蹤指標。