作者：白瀟1,2,3，遆超普1,3*，顏曉元1,3，李淼1,3，陶莉敏1,3，彭凌雲1,3，周偉1,3

單位：1. 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室，中國科學院南京土壤研究所；2. 中國科學院大學；3. 中國科學院常熟農業生態實驗站

摘 要

為了探討不同土地利用類型下氨（NH3）揮發氮同位素自然丰度特徵，採集3 種土地利用類型（果園、菜地和林地）土壤，在可控條件下采用海綿吸收法開展了為期15 d 的室內培養試驗，測定了不同土地利用類型下土壤NH3 揮發全過程δ15N 值及其變化規律。

培養期間，3 種土地利用類型下的土壤NH4+-N 濃度均呈現先上升後下降的趨勢；果園和菜地土壤NO3--N 濃度均呈現出持續增加的趨勢；土壤pH 均呈現先升高後下降再升高的趨勢，峰值出現在施入尿素後的第1 天。菜地和果園土壤δ15N-NH4+ 值隨培養時間延長持續升高，林地土壤δ15N-NH4+ 值呈現先降低後升高的趨勢。果園、菜地和林地土壤NH3 揮發過程δ15N 值變化範圍分別為-27.98‰~-13.29‰、-29.26‰~-18.52‰和-9.85‰~10.22‰。不同土地利用類型下土壤NH3 揮發過程δ15N-NH3 均值水平表現為菜地<果園<林地。土壤pH、土壤NH4+-N 濃度和土壤NH3 揮發累積量是影響上述結果的重要因素。

果園和菜地的土壤pH、果園土壤NH4+-N 濃度以及菜地和林地的土壤NH3 揮發累積量對土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值有顯著影響；源解析模型顯示，不同土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值會導致土壤NH3 揮發對大氣NH3 的貢獻存在較大的變化，進一步指出使用不同的土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值會導致溯源結果存在較大的差別。

（1）土壤NH3 揮發過程中，3 種土壤NH4+-N 濃度和pH 均呈現先急劇上升後下降的趨勢；果園和菜地土壤NO3--N 濃度均呈現出從第1 天開始持續增加的趨勢。菜地和果園土壤δ15N-NH4+ 值隨培養時間推移持續升高，而林地土壤呈現先升高後降低再升高的趨勢。3 種土壤的NH3 揮發累積量表現為菜地>果園>林地，NH3 揮發δ15N-NH3 值則相反。

（2）觀測期內，隨著果園和菜地的土壤pH 上升，土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值顯著降低；果園土壤NH4+-N 濃度與土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值呈現顯著的負相關關係；隨著菜地和林地土壤NH3 揮發的累積，土壤NH3 揮發δ15N-NH3 值出現貧化趨勢。

（3）使用源解析模型，並採用本試驗中不同的同位素值對大氣NH3 進行源解析，發現採用不同的NH3 揮發δ15N-NH3 值會導致溯源結果存在較大差異，進一步揭示了溯源解析中明確排放源δ15N-NH3 值的重要性。