氮穩定同位素沒有放射性，在標記物合成及處理都比較簡單，不衰變，不輻射分解，不污染環境，不需采取防護措施，沒有毒性。主要有14N和15N兩種氮穩定同位素。大氣氮氣中14N和15N的相對豐度分別為99.64%和0.36%，15N/14N的比值為0.003613。
一、氮穩定性同位素技術在動物生態學方面的應用
1.生態系統各生物種屬所處的營養位置及營養結構
生物的穩定氮同位素的組成在用于確定生態系統中各生物種屬的營養位置方面的應用已得到公認。生物中δ15N值受食物源和生物的新陳代謝兩方面的因素影響。生物的新陳代謝會引起同位素的分餾，使δ15N同位素在生物體內進一步富集，這樣逐級富集重同位素從而實現了不同營養級間同位素的富集作用。
2.氮穩定同位素在動物食性分析中的應用
研究發現，動物體內的穩定同位素組成和其所攝食的食物中的穩定同位素組成相對應。食物中的碳、氮穩定同位素組成發生變化時，動物體內的碳、氮穩定同位素組成也發生相應的變化。因此，通過對動物體內不同組織和可能攝取食物的碳、氮穩定同位素值得分析比較，就可推斷動物的攝食情況。由于動物在攝食后對食物的同化作用要經過一段時間，所以動物體內的穩定同位素值的變化主要反映動物當前一段時期甚至相當長一段時期內的攝食情況，這主要由動物組織的穩定同位素值決定。
二、氮穩定性同位素技術在植物生態學方面的應用
1、在植物利用的氮素來源研究方面的應用
N是自然界中最重要的元素之一，是植物生長不可缺少的重要營養元素之一。植物中氮素的來源有多個，如：降水、土壤腐殖質、生物固定的氮素、植物凋落物等，不同氮源中的N―15豐度不同，從而為通過分析上述氮源中和植物中氮素N―15的豐度，確定生態系統中氮素的主要來源，以及植物可利用氮的來源。
2、固氮植物生物固氮量方面的應用
氮素是自然和人工生態系統中最重要也是行為最活躍的營養元素之一。生態系統中氮素主要通過氨揮發、淋溶和反硝化作用喪失，通過施用氮肥及固氮植物的生物固氮等得到補充，以維持生態系統中氮素的動態平衡。生物固氮在全球氮循環和溫室氣體排放估算中占有至關重要的地位。
3、3.植物間氮素轉移方面的應用
N―15豐度差異可作為定量指標研究在自然生態系統和農業生態系統中植物對生物固氮、土壤氮素或氮肥等不同氮源的利用效率。由于不同氮源之間存在N―15豐度差異，某一植物利用生物固氮固定氮素的比例由下式計算：X（%）=（δ15Nref，pl-δ15Nassoc/δ15Nref，pl-δ15Nfixation）×100式中δ15Nref，pl、δ15Nassoc、δ15Nfixation、分別為沒有使用該氮源的參比植物、使用該氮源的測量植物、生長在無氮培養基上的固氮植物N―15自然豐度。
三、氮穩定性同位素技術在氮素循環方面的應用
穩定性同位素技術是現代生態學研究中的一門應用技術，他幾乎在生態學研究的各個領域都有著廣泛的應用。其中氮穩定性同位素技術由于具有示蹤和區分氮素物質的源與去向等優越性而在生態系統氮循環研究中發揮了極為重要的作用。
四、氮穩定性同位素技術在環境科學中的應用
生態系統中污染物影響的示蹤及污染物生物放大作用研究。
由于不同來源的含氮物質可以具有不同的氮同位素組成，因此，氮同位素也是一種很有效的污染物示蹤劑。
五、氮穩定性同位素技術在農業生態系統中的應用。
我國穩定同位素15N的農業研究始于60年代，由于其無輻射危害，勿須防護措施，且生產成本下降等原因，使其在生命科學中得以日益廣泛應用。溫賢芳，郭智芬（1991）在穩定同位素15N在我國農業研究中的應用進展中綜述了氮穩定同位素在農業生態系統中主要有以下幾個方面：應用15N研究氮素化肥在土壤中的去向，提高化肥利用率和改進施肥技術及其15N示蹤技術在生物固氮研究中的應用等。
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