基于稳定同位素自然丰度技术的土壤氧化亚氮产生与排放过程研究进展

氧化亚氮(N_(2)O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N_(2)O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N_(2)O的同位素值δ^(15)N^(bulk)(N_(2)O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ^(18)O(N_(2)O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ^(15)N^(sp)(N_(2)O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N_(2)O来源、指示N_(2)O产生的微生物作用途径,在N_(2)O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N_(2)O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ^(15)N^(bulk)、δ^(18)O和δ^(15)N^(sp)在分析N_(2)O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N_(2)O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ^(15)N^(sp)等N_(2)O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N_(2)O溯源研究。