不同区域旱地土壤氨挥发过程同位素δ15N变化规律

大气氨(NH3)是PM2.5形成的重要前体物,明确和量化农田等排放源对大气NH3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(δ15N)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δ15N值动态变化规律的研究比较缺乏,且农田土壤NH3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δ15N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δ15N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 NH3 挥发过程 δ15N 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 δ15N 值的特征存在差异,新乡土壤的 δ15N-NH3 值持续升高,而北票、唐山和林芝土壤的δ15N-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δ15N值的主要因素,其中土壤pH、NH3挥发速率和累积损失量与δ15N-NH3值显著负相关;此外,同位素分馏效应对δ15N-NH3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.