植物和土壤δ^(15)N和δ^(13)C记录的土壤石油污染

摘要

石油工业化生产过程中引起的陆地系统石油污染已经成为一个严重的环境问题,受到广泛关注。稳定碳同位素和氮同位素组成(δ^(13)C和δ^(15)N)是研究石油污染胁迫下植物和土壤行为特征的有效指标。为了更好地了解土壤和植物在土壤石油污染下的反应,本研究通过野外原位试验,在不同浓度石油污染土壤条件下,研究了三叶草(C;光合作用途径、豆科植物)和扁穗冰草(C;光合作用途径)这两种植物及其生长土壤的δ^(13)C和δ^(15)N变化。研究结果表明:土壤中的石油污染导致土壤δ^(15)N值随污染浓度升高而升高(1.9‰到3.2‰),δ^(13)C值降低(-23.6‰到-26.8‰)。但是,三叶草δ^(13)C值随土壤污染浓度升高而降低(-29.8‰到-31.6‰),扁穗冰草δ^(13)C值降低而三叶δ^(13)C值相对保持稳定(-12.6‰到-13.1‰),说明两种植物对土壤污染不同的应对策略。特别在土壤石油污染条件下,三叶草δ^(15)N值随土壤污染浓度降低至大气氮同位素值水平(5.6‰到0.8‰),说明三叶草固氮系统起作用从而用以降低对土壤石油污染的胁迫。植物δ^(15)N和δ^(13)C值的变化说明了两种植物在胁迫条件下代谢系统发生改变。本研究结果表明稳定同位素组成是监测土壤石油污染和评估植物胁迫响应的有效指标。