不同土地利用类型氨挥发氮同位素自然丰度特征

为了探讨不同土地利用类型下氨(NH_(3))挥发氮同位素自然丰度特征,采集3种土地利用类型(果园、菜地和林地)土壤,在可控条件下采用海绵吸收法开展了为期15 d的室内培养试验,测定了不同土地利用类型下土壤NH_(3)挥发全过程δ^(15)N值及其变化规律。培养期间,3种土地利用类型下的土壤NH_(4)^(+)-N浓度均呈现先上升后下降的趋势;果园和菜地土壤NO_(3)^(-)-N浓度均呈现出持续增加的趋势;土壤pH均呈现先升高后下降再升高的趋势,峰值出现在施入尿素后的第1天。菜地和果园土壤δ^(15)N-NH_(4)^(+)值随培养时间延长持续升高,林地土壤δ^(15)N-NH_(4)^(+)值呈现先降低后升高的趋势。果园、菜地和林地土壤NH_(3)挥发过程δ^(15)N值变化范围分别为-27.98‰--13.29‰、-29.26‰--18.52‰和-9.85‰-10.22‰。不同土地利用类型下土壤NH_(3)挥发过程δ^(15)N-NH_(3)均值水平表现为菜地<果园<林地。土壤pH、土壤NH_(4)^(+)-N浓度和土壤NH_(3)挥发累积量是影响上述结果的重要因素。果园和菜地的土壤pH、果园土壤NH_(4)^(+)-N浓度以及菜地和林地的土壤NH_(3)挥发累积量对土壤NH_(3)挥发δ^(15)N-NH_(3)值有显著影响;源解析模型显示,不同土壤NH_(3)挥发δ^(15)N-NH_(3)值会导致土壤NH_(3)挥发对大气NH_(3)的贡献存在较大的变化,进一步指出使用不同的土壤NH_(3)挥发δ^(15)N-NH_(3)值会导致溯源结果存在较大的差别。

不同区域旱地土壤氨挥发过程同位素δ^(15)N变化规律

大气氨(NH_(3))是PM_(2.5)形成的重要前体物,明确和量化农田等排放源对大气NH_(3)的贡献,是大气污染治理的基础。农田NH3挥发是大气NH3的重要来源之一,氮同位素自然丰度(δ^(15)N)特征可以用来定量溯源大气NH3的来源,但目前对于农田土壤NH3挥发全过程δ^(15)N值动态变化规律的研究比较缺乏,且农田土壤NH_(3)挥发受土壤性质等不同因素的影响,会直接或间接影响NH3挥发的δ^(15)N值,进而影响溯源结果。旱地土壤NH3挥发在我国农田NH3挥发中占主导地位,选取我国4个不同区域旱地土壤(辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝),添加尿素后在受控条件下采用海绵吸收法开展为期15 d的室内培养试验,通过化学转化法测定不同区域土壤NH3挥发全过程δ^(15)N值并观察其变化规律。结果表明,辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝的土壤NH_(3)挥发过程δ^(15)N值变化范围分别为–26.14‰~–5.57‰、–31.92‰~–26.31‰、–24.41‰~–3.11‰、–29.17‰~–2.20‰,均值分别为–21.74‰±1.89‰、–29.31‰±1.72‰、–19.82‰±2.04‰、–23.25‰±2.16‰。不同区域旱地土壤NH3挥发过程δ^(15)N值的特征存在差异,新乡土壤的δ^(15)N-NH3值持续升高,而北票、唐山和林芝土壤的δ^(15)N-NH3值出现先降低后升高的趋势。综上所述,土壤性质、NH3挥发速率是影响NH3挥发δ^(15)N值的主要因素,其中土壤pH、NH3挥发速率和累积损失量与δ^(15)N-NH_(3)值显著负相关;此外,同位素分馏效应对δ^(15)N-NH_(3)值也有一定的影响。本研究结果可为大气NH3的定量溯源提供更好的支撑。