论文部分内容阅读
由于人类大规模生产活性氮的活动已经极大改变了全球氮循环，在此背景下生态、环境等领域中对于氮循环的研究被广泛重视。而土壤有机氮是陆地生态系统中重要的氮库，并与植物生长、生态变化有密切关系。研究不同区域生态中植物一土壤中有机氮的迁移转化过程，同时认识区域特征的氮循环过程及机理，可为全球氮循环集成研究提供理论依据。高精度、快速的天然样品氮同位素测定是开展氮同位素生物地球化学研究的基础，本文着重对于完善植物、土壤样品的EA-IRMS在线测定方法以及样品前处理方法进行了论述。在此基础上对黄土高原现代自然生态环境的植物、土壤样品进行了初步测定，并对玉米生长过程中氮同位素组成进行了较系统的观察实验，希望以此认识该地区植物.土壤体系中有机氮同位素的变化、特征及可能的生物地球化学意义，其目的：(1)探索干旱、半干旱地区生态系统生物地球化学循环和古环境研究新的手段；(2)探讨土壤氮同位素能否作为黄土高原现代土壤中有机氮分解或利用潜力的指示；(3)加深对典型C4农作物生长过程氮同位素的分馏效应与植物生理和生长环境的关系的认识。论文得到以下4点结论：
1、完善了元素分析仪-同位素质谱连用的氮同位素在线测定方法，从对土壤、植物样品的测定结果看，氮同位素测定偏差为0.2‰，其结果达到目前国际上对氮同位素测定的要求(偏差范围0.30‰。)
2、结合几种方法的优点，尝试了土壤中硝态氮铵态氮的提取富集流程，从流程各阶段的条件实验结果看，该流程中氮同位素不产生明显分馏。
3、通过对19个点位植物土壤中氮同位素分布差异的研究，明确了在黄土高原地区随有机氮分解15N富集这一规律。其中植物有机氮在分解过程中产生3‰～5‰不等的氮同位素分馏，并在土壤由大到小不同的粒级组分中，氮同位素比值逐渐偏正，在小粒级中趋于稳定，该规律可以作为一种指示植物-土壤体系中有机氮分解程度与趋势以及评估土壤中氮有效性的指标。初步拟合了有机氮同位素与土壤粒级的关系，在对黄土高原现代土壤进行尝试评估，认为该地区现代土壤中氮有效性与分解潜力有差异。
4、玉米的不同生长期与不同叶片间氮同位素有明显的分馏。对植物生理过程产生的氮同位素分馏效应在植物氮同位素对环境气候因素的响应研究中产生干扰开展研究，对各个典型生境中优势种植物进行类似生理影响校正，是十分有必要的。