同位素質譜最初是伴隨著核科學與核工業的發展而發展起來的，同位素質譜是同位素地質學發展的 重要實驗基礎。當前我國同位素質譜技術已深入到礦床同位素地球化學、巖石年代學、有機穩定同位素 地球化學、無機穩定同位素地球化學等各個方面，并在國家一系列重大攻關和研究課題中發揮重大作用， 如金礦和石油天然氣研究、水資源開發等。穩定同位素技術的出現加深了生態學家對生態系統過程的進 一步了解，使生態學家可以探討一些其它方法無法研究的問題。與其它技術相比，穩定同位素技術的優 點在于使得這些生態和環境科學問題的研究能夠定量化并且是在沒有干擾（如沒有放射性同位素的環境 危害）的情況下進行。有些問題還只能通過利用穩定同位素技術來解決?，F在，有許多農業研究機構和 大學，已經開始使用高精度同位素質譜計從事合理用肥、果實營養、固氮分析、農藥毒性、家畜氣候對 作物的影響以及食品質量控制等多方面的研究工作。與原子能和地質研究工作相比較，在農業和食品方 面應用同位素方法從事科研和檢測工作，正處于方興未艾階段，隨著人類社會發展，對農業的要求越來 越高，今后大力開展和普及用現代化方法研究農業增產、改善果實質量以及進行食品質量控制檢測的工 作前途無限廣闊。 一、有關同位素的基本概念 1 、同位素（ Isotope ） 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 1 2 C 、 1 3 C 和 1 4 C ，它們都有 6 個質子和 6 個電子，但中子數則分別為 6 、 7 和 8 。 2 、穩定同位素（ Stableisotope ） 同位素可分為兩大類：放射性同位素（ radioactiveisotope ）和穩定同位素（ stableisotope ）。 凡能自發地放出粒子并衰變為另一種同位素者為放射性同位素。 無可測放射性的同位素是穩定同位素。其中一部分是放射性同位素衰變的最終穩定產物。例如 2 0 6 Pb 和 8 7 Sr 等。另一大部分是天然的穩定同位素，即自核合成以來就保持穩定的同位素，例如 1 2 C 和 1 3 C 、 1 8 O 和 1 6 O 等。與質子相比，含有太多或太少中子均會導致同位素的不穩定性，如 1 4 C 。這些不穩定的 “ 放 射性同位素 ” 將會衰變成穩定同位素。 3 、同位素豐度（ Isotopeabundance ） ①絕對豐度：指某一同位素在所有各種穩定同位素總量中的相對份額，常以該同位素與 1 H （取 1 H ＝ 10 1 2 ）或 2 8 Si （ 2 8 Si ＝ 10 6 ）的比值表示。這種豐度一般是由太陽光譜和隕石的實測結果給出元素組成， 結合各元素的同位素組成計算的。 ②相對豐度：指同一元素各同位素的相對含量。例如 1 2 C ＝ 98.892 ％， 1 3 C ＝ 1.108 ％。大多數元素 由兩種或兩種以上同位素組成，少數元素為單同位素元素，例如 1 9 F ＝ 100 ％。 4 、 R 值和δ值 ①一般定義同位素比值 R 為某一元素的重同位素原子豐度與輕同位素原子豐度之比 . 例如 D/H 、 13C/12C 、 34S/32S 等，由于輕元素在自然界中輕同位素的相對豐度很高，而重同位素的相對豐度都很低， R 值就很低且冗長繁瑣不便于比較，故在實際工作中通常采用樣品的δ值來表示樣品的同位素成分。 ②樣品（ sq ）的同位素比值 Rsq 與一標準物質（ st ）的同位素比值（ Rst ）比較，比較結果稱為樣品 的δ值。其定義為： δ（ ‰ ） = （ Rsq/Rst － 1 ）× 1000 即樣品的同位素比值相對于標準物質同位素比值的千分差。