9月11日《科学》杂志旗下期刊《科学-进展》（ Science Advances ）在线发表了中国农业大学资源与环境学院张福锁院士团队许稳副教授课题组题为《排放控制对中国流域大气氮素水体输入的效果突显出氨减排的紧迫性》（ The impact of emissions controls on atmospheric nitrogen inputs to Chinese river basins highlights the urgency of ammonia abatement ）的研究论文。
该研究论文系统定量了中国河流流域历史及未来的氮沉降变化趋势、酸性气体排放控制对氮沉降变化的贡献以及氮沉降对水体氮素输入负荷的影响，进一步评估农业氨排放和酸性气体协同减排对控制大气氮沉降及其对水体氮素输入的效果，强调了开展区域性农业氨排放控制的紧迫性，为流域水体氮素面源污染定量和减排提供了新思路和科学决策依据。
人类活动产生的大量活性氮排放通过大气沉降方式对陆地和水域生态系统产生负面影响，如水体富营养化等。在过去30多年，中国政府实施了一系列污染物排放控制政策，如氮氧化物减排等。然而，中国当前仍为世界大气氮沉降的热点区域之一，这些政策的执行在控制大气氮沉降及其对水体氮素输入的效果尚不明晰，针对上述问题，需要重点解决两个难题：（1）厘清人为源相关污染物排放和气象条件变化对大气氮沉降的影响；（2）阐明大气直接氮沉降（直接沉降到水面）和大气间接氮沉降（先沉降至陆地，再经过径流输入水体）对水体的氮素输入量。
研究发现，酸性气体排放控制政策对减少大气氮沉降及其向水体氮素输入的效果有限。过去三十年间，研究流域平均总氮沉降量增加了55%（图1）。其中，由人为源排放造成的大气氮沉降总量在1990年代（1999年较1991年）增加了18.3%，在2000年代下降了2.7%。在2010年代，尽管施行了最严格的酸性气体排放控制政策，人为源活性氮排放产生的大气氮沉降仍增加了0.5%。这主要源于农业源氨排放对总氮沉降具有较高的贡献（2011年贡献占比达30%），且在2019年增加了7%，导致了还原态氮（NHx）沉降的增加，进而抵消了由酸性气体管控所带来的氧化态氮（NOy）沉降的下降（图2），使氮沉降总量依然处于“高位”。同时，人为源排放驱动的氮沉降通过直接及间接方式对水体氮素输入贡献平均也增加了3%，其中，间接氮沉降是通过沉降方式对水体氮输入的主要贡献者（图3）。
图1 1990年代至2010年代中国33个子流域大气氮沉降总量变化
图2. 2010年代相同气象条件下研究区域不同形态活性氮对大气氮沉降的贡献
图3. 不同研究年份直接和间接大气氮沉降对研究流域河流氮的输入及变化
研究通过情景模拟证实氮沉降及水体氮素污染协同控制需要区域性农业氨减排。在未来严格的减排情景下：即开展严格的酸性气体及农业氨排放措施协同控制，可使得2050年氮沉降及其对水体的氮素输入与2010年代相比分别平均降低56%（图4）和47%（图3）。
图4. 2050年研究流域总氮沉降及其与2019年的预期变化
中国农业大学中荷农业绿色发展交叉创新型人才培养项目（AGD计划）冯思捷博士为论文第一作者，中国农业大学资源与环境学院许稳副教授为论文的通讯作者。合作者包括中国农业大学张福锁院士、刘学军教授、荷兰瓦赫宁根大学Carolien Kroeze教授、王梦茹助理教授，Maryna Strokal助理教授、英国爱丁堡大学Mathew R. Heal教授，天津大学刘学炎教授，中国海洋大学赵园红副教授。该研究得到教育部长江学者奖励计划、国家自然科学基金（42175137）、国家重点研发计划（2021YFD1700902, 2023YFD1702103）、国家留学基金委（201913043）、中国农业大学高水平团队及北京市高精尖学科项目支持。
原文链接：
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/sciadv.adp2558
责任编辑：宋潇
校对丨审核：张阳 王农
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亚热带农业小流域大气活性氮排放、沉降与收支研究
