植物や土壌の窒素同位体比は生態系の遷移や退行遷移における窒素循環の変化を調べるツールとして広く使われている。一方、土壌の無機態窒素や溶存有機態窒素の同位体比は、硝化や脱窒などの窒素流出過程や植物が利用する土壌窒素の形態のよい指標であるにも関わらず、遷移過程においてほとんど調べられてこなかった。そこで本研究では、北部スウェーデンの寒帯林の5000年の退行遷移において、土壌のアンモニアと有機態窒素の窒素同位体比を植物や土壌の窒素同位体比および炭素同位体比とともに調べた。その結果、土壌、アンモニア、有機態窒素の窒素同位体比は退行遷移においてほとんど変化しなかった。にもかかわらず、ほとんどの植物の窒素同位体比は上昇した。このことは、退行遷移の進行につれて、植物が有機態窒素への依存が強まっている、あるいは窒素源として菌根菌への依存が弱まっていることを示唆している。また、ほとんどの植物の炭素同位体比は上昇傾向を示していた。このことは、退行遷移に伴って栄養塩制限が強くなっていることを反映していると考えられる。土壌の無機態および溶存有機態窒素の窒素同位体比が退行遷移過程で変化しなかったことは、系から窒素の大きな流出が見られないことを示しており、このことが系内への窒素の蓄積を可能にしていると考えられる。今回の窒素と炭素同位体の結果は退行遷移が進むにつれて、寒帯林の植物の窒素源や生理状態が変化することを示している。