基于植物叶片稳定氮同位素技术，对城市生态系统的大气氮沉降进行了详细的研究。在本研究中，选择了一系列有代表性的样点(相对背景区、生活区、交通区)对桂花、樟树、法国梧桐这3个常见的城市绿化维管束树种，进行了为期13月(2009.03～2010.04)的采样，分析测定其叶片的氮含量及氮同位素组成，探讨不同树种、不同生境、不同部位及不同大小叶片对大气氮沉降的差异响应，获得了一些发现和结论:　　 1.不同树种叶片氮含量及氮同位素组成比较　　 分析叶片氮含量随季节的变化规律，结果显示法国梧桐叶片N％表现为春夏高，秋冬低;樟树为春季高，其余三季稍低;而桂花树叶片N％表现最为稳定。3个树种叶片一致表现出春季氮含量较高，表明植物体优先供给新生组织以满足生长需要，而秋冬季叶片氮含量降低，可能受氮源季节变化的影响，也可能与植物的生理活性降低有关。　　 法国梧桐叶片具有最高N％，且变化范围最宽，与其属落叶乔木有关;樟树叶片N％介于法国梧桐N％和桂花树叶片N％之间，而桂花树叶片N％最低，且最为稳定;虽然同属常绿乔木，和樟树叶片相比，桂花树叶片具有更厚的角质层，叶片显得更硬，且叶片表面具有较多叶脉，显粗糙。　　 分析叶片δ15N值随时间的变化规律，法国梧桐季节敏感性较强，春季偏正，夏季偏负，这与贵阳市同期湿沉降监测结果一致;樟树和桂花叶片δ15N随季节变化比较平稳。对比树种间叶片δ15N，结果显示法国梧桐叶片δ15N最偏正，平均值为+6.44‰，樟树叶片δ15N平均值为+2.27‰，而桂花树叶片δ15N最偏负，平均值为-0.33‰。结合根际土δ15N分析无显著差异，判断3个树种叶片δ15N值差异主要是不同树种生理特性，以及对大气氮的选择吸收引起。　　 2.不同生境叶片氮含量及氮同位素组成比较　　 对比不同生境叶片氮含量差异，发现3个树种叶片各自均表现出样点间差异不显著，即叶片N％随生境的变化差异不大，证实所选不同样点具有大致相近的大气氮沉降水平。　　 同一树种在不同样点间的氮同位素组成有变化，表明样点间大气氮沉降的组成有差异，具有不同的主要来源。樟树在相对背景区δl5N偏负(-0.8‰～0‰)，生活区偏正(+0.9‰～+3.5‰)，而交通主干道旁最偏正(+3‰～+6‰);而桂花树叶片δ15N在背景区偏正，生活区偏负;对比樟树叶片和桂花树叶片的样点差异规律，表现出不同的响应机制，分析原因可能是不同树种的氮策略不同，而且生理差异如叶面性质不同导致对不同形态大气氮沉降的选择吸收，樟树叶片以吸收气态NHy和NOx为主，桂花树叶片以吸收NHy为主;法国梧桐在生活区和交通区的差异不明显，可能是由于法桐主要吸收颗粒态和雨水等沉降形式的氮。　　 3.不同叶龄叶片氮含量及氮同位素组成比较　　 不同年龄的叶片组织，虽然生长在相同的环境条件和大气背景下，但由于其生理活性不同，新、老叶片的氮含量及氮同位素组成也会有差异。文中选择了距离交通主干道10m、20m的两棵樟树，以树冠顶部的叶片为研究对象，对比分析新生叶片和成熟叶片的N％和δ15N。　　 发现新生叶片的N％明显高于成熟叶片，表明新生组织得优先供给，证实了植物体内营养元素氮存在再分配效应;新叶的δ15N比成熟叶片稍微偏正，可判断植物体内运移、同化过程中存在同位素分馏。　　 4.维管束植物叶片对特定源污染的识别　　 交通区樟树叶片N％随时间变化总体呈现为春季高，其余三季稳定，背景区则表现出与贵阳市湿沉降氮较一致的季节变化规律;背景区樟树叶片δ15N偏负，且与贵阳市雨水δ15N-NH4+存在较好的相关性，而交通区叶片δ15N偏正，随时间变化基本稳定，反映其主要吸收的污染源为δ15N稳定的汽车尾气。　　 样点间樟树叶片氮同位素差异明显，反映了该地区大气氮沉降中不同形态所占比例的变化，距离公路越近叶片δ15N越偏正，说明受汽车尾气的影响更大，即NHy-N/NOx-N比值越小，δ15N越偏正。而相对背景区较负的δ15N，是因为离公路较远，受汽车尾气的影响逐渐减小，而土壤释放的NHy逐渐成为主要源，即NHy-N/NOx-N增大，对应的δ15N偏负;面向公路叶片较正的δ15N是由于直接吸收更多的汽车尾气，即大气沉降中NOx所占比例的提高而导致。　　 桂花树叶片在不同样点间N％无明显差异，而δ15N在背景区偏正、生活区偏负，反映出存在两种释放源的NHy-N，生活区主要受污水释放δ15N偏负的NHy污染，而背景区则主要是自然土壤释放的δ15N偏正的NHy。　　 5.维管束植物叶片对城市大气氮湿沉降的响应　　 研究结果显示法国梧桐叶片以及相对背景区樟树叶片的N％与雨水DIN的季节变化有较好的相关性，总体呈现春夏高、秋季低的变化趋势。表明大气湿沉降氮是植物叶片吸收氮的一个重要来源，叶片N％可以指示区域大气氮沉降水平。　　 法国梧桐叶片δ15N(+4.48‰～+8.39‰)比其吸收氮的2个主要端元(根际土:3.19‰±1.04‰，雨水:-19.76‰～-10.41‰)都偏正，表明法国梧桐叶片在对氮的吸收、转化、运移过程中存在较大的同位素分馏;而背景区樟树叶片偏负的δ15N与该样点偏负的大气氮沉降实际吻合。　　 6.维管束植物树冠对叶片示踪的影响　　 顶部的桂花树叶片具有最大的N％，说明顶部叶片承接、吸收大气氮沉降最充分;无树冠遮蔽的顶部叶片δ15N相对偏负，而下方叶片，随着树冠层厚度增加，叶片δ15N逐渐偏正，叶片在吸收过程中存在优先吸收14N的氮同位素分馏，而中部和外部叶片在吸收δ15N较高的穿冠水之后，自然表现出比顶部叶片偏正的δ15N。　　 樟树叶片顶部具有最高的N％，而中部和外部稍低，但三个不同部位的叶片N％差异不明显，具有大致相近的变化范围;樟树叶片δ15N差异不大，顶部稍微偏负，分析原因，可能是因为樟树树冠较疏，截留作用不充分，不同部位叶片接收的大气氮沉降相近。不同部位的法国梧桐叶片N％和δ15N无显著差异，顶部叶片与下方叶片具有相近的N％平均值，δ15N变化范围也大致相近，　　 对比3个树种树冠顶部和下方的N％和δ15N差值，分析不同树冠形状、疏密程度、树冠有效厚度对截留效率的影响，结果发现桂花树的密实的树冠层对大气氮沉降的截留吸收最明显，而法国梧桐效果最差，分析原因可能是由于树冠形状对截留作用的影响。　　 综上，法国梧桐、桂花和樟树这三种植物各有其适用性，其中法国梧桐对季节性差异敏感，对大气氮湿沉降能够作出很好的响应;通过监测距离交通主干道不同距离的樟树叶片分析其氮含量及氮同位素组成差异，从而对交通区汽车尾气污染进行识别;桂花树树冠层对大气氮沉降的有效截留吸收，是造成下方叶片明显δ15N偏正，同位素分馏程度与树冠层形状，及有效厚度有关，而樟树和法国梧桐的树冠层截留效果要比桂花树差。因此，维管束植物叶片可用于指示城市生态系统大气氮沉降，在研究时应注意选择同龄、同种植物相同部位的叶片，以尽量摒除植物生理差异带来的干扰。