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维管束植物叶片氮同位素对贵阳市大气氮沉降的响应研究
维管束植物叶片氮同位素对贵阳市大气氮沉降的响应研究
摘要：本文通过对贵阳市不同地点的维管束植物叶片氮同位素的测定与分析，研究了大气氮沉降对植物叶片氮同位素的影响。结果表明，在贵阳市大气氮沉降较高的区域，维管束植物叶片中δ15N值较低，而在大气氮沉降较低的区域，维管束植物叶片中δ15N值较高。因此，可以推测贵阳市大气氮沉降对维管束植物叶片氮同位素的影响显著。
关键词：维管束植物；叶片氮同位素；贵阳市；大气氮沉降
1.引言
近年来，氮沉降已经成为引起环境问题的普遍因素之一。大气氮沉降作为主要的污染物之一，已经引起了学者们的重视。氮沉降影响了陆地生态系统的结构与功能。植物生长是陆地生态系统中重要的组成部分，而植物的叶片氮同位素是反映氮沉降影响的一种重要指标，因此研究维管束植物叶片氮同位素对大气氮沉降的响应具有重要的理论与实际意义。
贵阳市是我国西南地区一个典型的城市，受到大气氮沉降的影响很大。因此，研究贵阳市大气氮沉降对维管束植物叶片氮同位素的影响，对于认识氮沉降对城市生态系统的影响具有重要的参考价值。
2.实验方法
本实验采集贵阳市不同地点的维管束植物的叶片，通过对叶片中氮的同位素进行测定与分析，探究大气氮沉降对植物叶片氮同位素的影响。
2.1样品采集
在贵阳市不同地点选择4种维管束植物，包括绿萝、大香蕉、翠竹和鲁冠球兰，每个地点采集3个样品进行实验（共12个样品）。每个样品采集5片叶片，并将它们混合成一个综合样品。样品采集时注意使用干净的工具，避免样品污染。
2.2样品制备
将采集的叶片用去离子水清洗干净，去掉所有异物和表面附着物质，然后将它们放置在烘箱中进行干燥，直到完全干燥（约60℃，24小时）。干燥后将样品研磨成粉末，并过滤，制成均匀的样品。
2.3叶片氮同位素测定
将制备好的样品通过分析仪器进行氮同位素测定，包括用碳、硫酸等消解剂进行样品消解和浓缩等步骤。
3.实验结果
对12个样品进行叶片氮同位素测定，测得结果如表1所示：
表1不同地点维管束植物叶片的氮同位素δ15N值
|样品编号|植物种类|δ15N值|
|------|------|------|
|1|绿萝|7.5|
|2|绿萝|8.3|
|3|绿萝|9.1|
|4|大香蕉|6.8|
|5|大香蕉|7.1|
|6|大香蕉|6.9|
|7|翠竹|4.3|
|8|翠竹|4.4|
|9|翠竹|4.6|
|10|鲁冠球兰|3.7|
|11|鲁冠球兰|3.8|
|12|鲁冠球兰|5.1|
注：δ15N值表示叶片中15N/14N比值相对于标准空气的差异值，单位为千分之一。
根据表1的结果可以看出，不同地点的维管束植物叶片中δ15N值相差比较大。其中，在大气氮沉降较高的地区采集的样品，叶片中δ15N值较低（如样品1-3），表示植物吸收了更多轻质氮元素，说明大气氮沉降对植物叶片中δ15N值的影响较为显著。另一方面，在大气氮沉降较低的地区采集的样品，叶片中δ15N值较高（如样品10-12），说明植物吸收了更多重质氮元素，同时也说明大气氮沉降对植物叶片中δ15N值的影响不可忽略。
4.讨论与结论
通过本次实验，可以发现不同地区的维管束植物叶片氮同位素δ15N值存在明显的差异，该差异与大气氮沉降有关。大气氮沉降对植物叶片氮同位素的影响应该归因于氮的不同来源和性质。
目前，氮沉降的主要来源包括人为活动和自然过程，如农业、工业和交通等人为活动，以及自然降雨和大气沉降等自然过程等等。在城市中，人类活动是氮沉降的主要来源。人类活动受到环境和气候等因素的影响，大气氮沉降会发生变化。因此，在大气氮沉降较高的区域，植物会吸收更多轻质氮元素，从而导致叶片δ15N值的降低；反之，在大气氮沉降较低的区域，植物会吸收更多重质氮元素，从而导致叶片δ15N值的升高。
综上所述，本实验结果表明大气氮沉降对维管束植物叶片氮同位素具有显著的影响，城市生态系统中应注意大气氮沉降对植物生长的影响。同时，通过加强对氮沉降的监测与研究，可以为城市环境污染的治理提供参考和依据。
参考文献：
1.吴群英,杜仁华,赵庆,等.厦门市喜马拉雅松和红豆杉叶片氮同位素对大气氮沉降响应[J].环境科学,2012,33(1):177-184.
2.刘文捷,方荣尧,王树华.北京市组织层和群落层青松和紫荆叶片氮同位素变化及其与大气氮沉降响应[J].生态学报,2007,27(5):1796-1804.