【Nature：中國氮沉降顯著增加】

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①氮素沉降是指大氣中活性氮化合物通過降雨降塵等途徑降落到地表的過程，它既是大氣活性氮污染的一種清除機制，又是全球氮素生物地球化學循環的重要環節，也是陸地和水生態系統氮素養分的重要來源。大氣中活性氮的濃度、形態與沉降通量不僅是影響空氣質量的重要指標，而且是影響陸地和水生態系統功能的重要因素。一方面，農田施肥（含氮化肥或有機肥）不合理、養殖場畜禽糞便管理不佳、燃煤、汽車尾氣排放等都會增加人為活性氮向大氣排放，這些氣體及通過次生反應形成的氣溶膠/細顆粒物(如PM2.5)導致空氣質量下降或大氣污染；另一方面，從大氣沉降到陸地和水生態系統的活性氮數量和形態也將影響生態系統的穩定性及功能，因而一直受到各國政府、科學家和環保組織的高度關注。多年來，我國在區域大尺度上開展人為活性氮排放與沉降的長期系統研究還非常有限，缺乏氮素沉降動態、效應及其與人為活性氮排放關係的直接證據；

②自從上世紀90年代後期開始，研究人員依託國家973、國家自然科學基金和中德國際合作等科研課題，在開展華北平原農田系統氮素去向研究的同時，啟動了大氣氮素沉降研究工作。通過國內外相關單位的合作，逐步建立了一個由50多個監測站點組成的基本覆蓋全國的大氣氮素沉降監測網，開展了較為系統的活性氮沉降綜合研究。經過十多年的連續工作，積累了大量氮素沉降的科學數據。在此基礎上，進一步收集了自1980年以來國內外公開發表的大量有關中國氮素沉降的文獻數據、植物葉片氮含量數據和長期定位試驗無氮區作物吸氮量數據等，構建了中國氮素沉降通量及相關參數的大樣本資料庫；

③研究發現，從1980年至2010年中國陸地生態系統氮素沉降顯著升高，從1980年代每公頃年均13.2公斤氮增至2000年代21.1公斤氮，增幅約8公斤/公頃，比1980年代高60%；並以人口相對密集和農業集約化程度更高的中東部地區（華北、東南和西南）的氮素沉降量和年增幅顯著高於人口密度相對較低和氮肥及其他人為活性氮排放相對較低的東北、西北和青藏高原地區；

④目前我國中東部地區（尤其是華北平原）的氮素沉降量已經高於北美任何地區氮素沉降量，與西歐上世紀80年代（採取大氣活性氮減排措施/政策之前）氮沉降高峯時的數量相當。研究還發現，從1980年代至2000年代，同樣在長期不施氮肥條件下農田生態系統水稻、小麥和玉米三大糧食作物的吸氮量平均增加16%，而非農田生態系統木本、草本和所有物種的葉片含氮量平均增加33%；而同時期的植物葉片含磷量沒有發生顯著改變，指示土壤環境保持相對穩定，氮素增加主要來自大氣沉降；

⑤研究還發現，中國氮素沉降的增加主要受氮肥、畜牧業等農業源和工業、交通源等非農業源活性氮排放的影響。目前主要來自農業源氨排放的銨態氮沉降是氮素沉降的主體，佔總沉降量的2/3左右，氮肥的直接排放（農田）和間接排放（養殖場畜禽糞便等）是銨態氮沉降的主要貢獻者；而以來自非農業源（燃煤和汽車尾氣等化石能源燃燒）氮氧化物排放為主的硝態氮沉降約佔總沉降量的1/3，硝態氮在沉降中的比例已經從1980年代的1/6增至1/3，說明來自非農業源的排放增速更快；

⑥這一研究成果揭示了過去30年（1980-2010年），我國出現了區域性大氣活性氮污染、氮素沉降以及農田與非農田生態系統「氮富集」加劇的現象；中國氮素沉降的顯著升高與氮肥施用（農田不合理施氮及畜禽糞便等管理）和化石能源消費大幅度增加所導致的人為活性氮排放有密切關係；實現氮肥和畜牧業等農業源氨的減排是當前中國控制氮素沉降的主要立足點，同時，大幅度減少各種化石能源等非農業源活性氮的排放已越來越迫切。

一作：劉學軍&張穎，通訊：張福鎖（中國農業大學資源與環境學院），2013-2-20.

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