Секция по почвознание, Катедра по екология на горите, Шведски университет за селскостопански науки, S ‐ 901 83 Умео, Швеция

review

Секция по почвознание, Катедра по екология на горите, Шведски университет за селскостопански науки, S ‐ 901 83 Умео, Швеция

обобщение

Равновесните и кинетичните изотопни фракции по време на непълни реакции водят до малки разлики в съотношението между двата стабилни X изотопа, 15 N и 14 N, в различни N пулове. В екосистемите такива вариации (обикновено изразени в милион [δ 15 N] отклонения от стандартния атмосферен N2) зависят от изотопните сигнатури на входовете и изходите, входно-изходния баланс, N трансформациите и техните специфични изотопни ефекти и разделянето на N в системата. Продукти по последователност от реакции, напр. пътят на поглъщане на N-N-N, ако факторите на фракциониране са равни за различните реакции, постепенно се изчерпват. Въпреки това, факторите за фракциониране са. Например, тъй като нитрификацията дискриминира 15 N в субстрата повече от N минерализацията, NH4 + може да стане изотопно по-тежък от органичния N, от който е получен.

Нивата на изотопно обогатяване зависят динамично от стехиометрията на реакциите, както и от специфичните абиотични и биотични условия. По този начин, δ 15 N на специфичен N пул не е константа и 15 N на N съединение, добавено към системата, не е консервативен, непроменим проследяващ елемент. Този факт, заедно с аналитичните проблеми с измерването на 15 N в малки и динамични басейни на N в системата почва-растение, както и сложността на самия цикъл X (например изобилието от обратими реакции), ограничават възможностите за правене на изводи въз основа върху наблюдения на 15 N изобилие в един или няколко пула на N в системата. Независимо от това, измерванията на δ 15 N могат да предложат предимството да се даде представа за N цикъла, без да се нарушава системата чрез добавяне на 15 N трасира.

Такива опити обаче изискват да се вземат предвид сложните фактори, влияещи на 15 N в растенията, а именно. (i) източник (и) на N (почва, валежи, NOX, NH3, N2 - фиксация), (ii) дълбочината (ите) в почвата, от която се поема N, (iii) формата (ите) на използвана почва-N (органичен N, NH4 +, NO3 -), (iv) влияния на микоризни симбиози и фракции по време и след поемане на N от растенията и (v) взаимодействия между тези фактори и растителна фенология. Поради тази сложност, данните за δ 15 N могат да се използват самостоятелно само когато са изпълнени определени изисквания, напр. когато се изследва ясно дискретен N източник по отношение на количеството и изотопния подпис. Например препоръчва се N при нефиксиращи N2 видове да се различава с повече от 5% от N, получени чрез N2 фиксиране, и да се използват няколко референции, които не са фиксиращи N2, когато данните за δ 15 N се използват за изчисляват Na-фиксация в лошо описани екосистеми.

Освен че дава информация за ефектите на N източника, δ 15 N може да даде представа за скоростта на N цикъла. Например, високите нива на отлагане на N върху системи, ограничени преди с N, водят до повишена нитрификация, която произвежда 15 N-обогатен NH4 и N-обеднен NO3. Тъй като много горски растения предпочитат NH4 - те се обогатяват с 15 N при такива обстоятелства. Тази промяна в растението 15 N впоследствие ще настъпи и в хоризонта на почвената повърхност след падането на постелята и може да бъде полезен индикатор за насищане на N, особено след като обикновено има увеличение на 15 N с дълбочина в почвите на N-ограничени гори.