沈阳生态所农田挥发氨气氮同位素特征研究取得进展

       氨气（NH₃）是大气中具有还原性质的活性氮气体，对大气环境质量（PM_2.5成核等）和氮素的生物地球化学循环过程起到重要作用。农田土壤挥发NH₃是大气NH₃的重要来源，准确量化其对大气沉降氮的贡献，对区域大气污染防治至关重要。氮稳定同位素（δ¹⁵N）分析测试技术结合同位素混合模型（SIAR等）的应用是示踪大气NH₃来源的有效手段，但解析的准确度与源谱δ¹⁵N值选择密切相关。当前关于农田土壤δ¹⁵N-NH₃值的报道聚焦于肥料施用后短期内（0-30天）结果，缺乏对土壤挥发NH₃的δ¹⁵N值季节性变化的原位测量及其季节性变化对大气NH₃来源解析结果的影响研究。

中国科学院沈阳应用生态研究所稳定同位素生态学团队，依托沈阳农田生态系统观测站，采用动态箱采样系统对玉米生长不同阶段土壤挥发NH₃和土壤样品进行同步原位收集，测定土壤挥发NH₃和土壤NH₄⁺的δ¹⁵N值等指标。结果表明，土壤挥发NH₃的δ¹⁵N值具有显著的季节性变化，5-6月间的δ¹⁵N-NH₃加权值为-30.5 ± 6.7‰，显著低于7-10月间的结果（-8.5 ± 4.3‰）；土壤挥发δ¹⁵N-NH₃值的季节性变化与土壤挥发NH₃主要产生途径（肥料施用或矿化作用）、土壤NH₄⁺的消耗程度和土壤环境变化有关。情景分析结合同位素混合模型（SIAR）结果表明，在不考虑土壤δ¹⁵N-NH₃值季节变化情况下，将高估7-10月间农田土壤挥发NH₃源对东北地区大气NH₃来源分配比例，差异最高可达38个百分点。因此，本研究进一步表明了考虑农田挥发NH₃的δ¹⁵N值季节性差异，对解析区域大气NH₃的季节性来源及其贡献的重要性。

1月3日，相关研究成果以Large Seasonal Variation inNitrogen Isotopic Abundances of Ammonia Volatilized from a Cropland Ecosystem and Implications for Regional NH₃ Source Partitioning为题，发表在《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上。研究工作得到国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项项目、大气重污染成因与治理攻关项目等的支持。 

消息来源：中国科学院官网