大氣活性氮排放與沉降研究對於揭示大氣活性氮的源與匯有重要意義。隨著我國經濟的快速發展,畜禽養殖數量、化學氮肥使用量以及化石燃料消耗量不斷增加,排放到大氣中的氨氣(NH3)及氮氧化合物(NOx)也呈持續激增態勢,大氣中的活性氮最終透過幹、溼沉降返回到地表,從而導致灰霾汙染、土壤和水體酸化、生態系統多樣性喪失等生態問題。
中國亞熱帶地區佔中國土地面積的四分之一,廣泛分佈著農業小流域,是大氣活性氮排放和沉降的熱點區域。因此,量化亞熱帶農業小流域大氣活性氮排放、沉降和收支,對於揭示大氣活性氮的源與匯十分重要。然而,亞熱帶農業小流域大氣活性氮收支研究鮮有報道。
基於此,中國科學院亞熱帶農業生態研究所土壤生態與環境課題組以典型亞熱帶農業小流域-金井河流域為研究物件,監測了流域內三種主要土地利用型別(稻田、森林和茶園)的大氣活性氮幹、溼沉降。此外,研究人員基於排放因子法,透過流域調查和文獻調研獲取活動資料,編制了流域NH3和NOx排放清單。研究表明,流域內大氣活性氮總沉降量為35.9 kg N ha-1yr-1,其中還原態(NHx)與氧化態(NOy)活性氮分別佔49.7%和40.5%。流域內NH3排放與NOx排放速率分別為61.5和18.9 kg N ha-1yr-1。其中,畜禽源和交通源分別是NH3和NOx排放清單的主要排放源。綜合流域內排放與沉降研究表明,稻田、森林和茶園的淨大氣活性氮收支分別為+3.7、-36.1和+23.8kg N ha-1yr-1,而流域尺度為+47.7kg N ha-1yr-1(+為排放,-為沉降),表明森林是重要的大氣活性氮的匯,而亞熱帶農業小流域或是大氣活性氮的源。
相關研究成果以Nitrogen emission and deposition budget in an agricultural catchment in subtropical central China為題,發表在Environmental Pollution上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中科院青年創新促進會的支援。
來源:中國科學院亞熱帶農業生態研究所