文章题目：Differentiated strategies for synergistic mitigation of ammonia and methane emissions from agricultural cropping systems in China
发表期刊：《Agricultural and Forest Meteorology》
影响因子：5.6
通讯作者：李保杰 教授
第一单位：南京信息工程大学
在线日期：2024-10-04
中国农业种植系统排放的NH3和CH4对环境和气候有深远影响，是减污降碳协同增效的关键领域。对相对短寿命的NH3和CH4进行协同控制将在改善环境质量和减缓气候变化方面产生更加直接和显著的效果。然而，以往研究多关注单一气体，提出的减排策略可能引发另一气体的排放。目前在空间精细尺度上针对农业种植系统开展NH3和CH4排放协同控制的实践仍然缺乏。建立空间差异化的协同减排策略对于应对气候变化、减少环境污染及农业可持续发展具有重要意义。
研究首次提出了一种创新的协同减排分区识别方法，综合考虑了网格化的NH3和CH4排放密度（基于DNDC模型）、NH3和CH4排放的空间关联性（基于双变量LISA分析）和市级环境污染治理投资数据，并进一步梳理农业种植系统NH3和CH4的减排措施（表1），最终提出了空间差异化的协同减排方案（图1），为中国农业部门减污降碳提供了参考框架和可行方案。
基于DNDC模型的模拟结果表明，中国2019年三种主要作物的NH3和CH4的排放总量分别为3.04 Tg N yr-1和8.13 Tg C yr-1。NH3排放热点主要分布在中国的东北平原，华北平原和长江中下游平原，而CH4排放热点则主要分布在中国的长江中下游平原和两广地区。双变量LISA分析结果显示，长江中下游地区是NH3与CH4排放的共同热点地区，其NH3排放量和CH4排放量分别占全国总排放量的29.1%和60.0%。双变量LISA图有效识别了NH3和CH4排放的空间交互关系（例如双高排放区，高NH3排放区，高CH4排放区等），为协同减排分区提供了参考依据。
表1.农业种植系统NH3和CH4的减排措施梳理。
图1. 中国农业种植系统NH3和CH4协同减排分区结果，数字为表1中的各种减排措施。
总体而言，中国农业种植系统在减少NH3和CH4排放方面具有巨大潜力。研究结果为中国农业部门（特别是作物生产部门）的减污降碳协同增效、实现净零排放和促进可持续农业发展提供了重要科学依据和政策见解。未来的研究应侧重于全面评估和量化实施这些 NH3 和 CH4 减排策略的潜在影响和净效益。此外，可进一步开展成本效益分析，评估各种农田管理措施的经济效应。
南京信息工程大学环境科学与工程学院李保杰教授为第一作者和通讯作者。论文主要作者还包括南京信息工程大学廖宏教授、研究生古王立今、赵泳淇、杨蕴恺、沈志慧以及江苏省土地勘测规划院张志飞博士、江苏省土地开发整理中心王晓瑞博士、中国科学院南京地理与湖泊研究所朱青研究员。该研究得到了国家自然科学基金（42361144876、42377393）和江苏省碳中和碳达峰科技创新专项基金（BK20220031）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.110250
论文引用：Baojie Li*, Wanglijin Gu, Yongqi Zhao, Zhifei Zhang, Xiaorui Wang, Yunkai Yang, Zhihui Shen, Hong Liao, Qing Zhu. Differentiated strategies for synergistic mitigation of ammonia and methane emissions from agricultural cropping systems in China[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2024, 358:110250.
