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

摘要：

氧化亚氮(N2O)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N2O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N2O的同位素值δ15Nbulk(N2O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N2O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N2O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N2O来源、指示N2O产生的微生物作用途径,在N2O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N2O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δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N2O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N2O还原相关的分馏因子的可变性等问题.明确了今后需加强δ15Nsp等N2O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N2O溯源研究.

关键词：氧化亚氮;稳定同位素;硝化/反硝化作用;土壤微生物;位点特异性同位素值(δ15Nsp);同位素分馏效应

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分类号：S153(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目;中国科学院西部青年学者项目

在线出版日期：2021-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：906-915