全球河流氧化亚氮排放量增加

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全球河流氧化亚氮排放量增加

  世界河流网络产生的N2O排放在全球N2O收支中所占比例不多。这部分N2O先前被估算为农业土壤的间接排放,但不确定性较大。许多研究通过应用实验测量的排放因子,估算了内陆水域中作为溶解性无机氮产物产生的N2O排放量。排放因子,即N2O排放量与河流无机氮的比率是通过野外实验或观测确定的,这限制了排放因子在较大的空间尺度和较长的时间尺度上的使用,因在这些时空尺度上土地和河流条件都显示出很高的非均一性。当前,现有的多种排放因子得出了多种河道N2O排放估算值,从0.03~2.0 Tg N2O-N yr−1不等。使用排放因子估算也忽略了N2O在水生生态系统中的传输过程。为了确定全球N2O收支并将大气变化归因于适当的源和汇,重要的是要通过陆地-海洋连续体了解和量化河流氮的输出量和相关的N2O排放量。

  12月23日《自然•气候变化》(Nature Climate Change)刊载“人类世中溪流和河流产生的全球N2O排放量增加”(Increased global nitrous oxide emissions from streams and rivers in the Anthropocene)一文,研究人员提出了一种改进的模式,用11个数据产品表示陆地-海洋水体的氮和N2O过程。模式数据框架定量说明了1900—2016年间氮输入(肥料、沉积物和粪肥)、气候和大气中的CO2浓度以及陆地过程等的变化如何影响世界溪流和河流的N2O排放。结果表明,尽管21世纪初期后全球N2O排放量开始下降,但全球河流的N2O排放量增长了四倍,从1900年的70.4 ± 15.4 Gg N2O-N yr−1增长到2016年的291.3 ± 58.6 Gg N2O-N yr−1。上游源头地区的小河(低于四级支流)占全球河流N2O排放量的85%。人类活动(主要是农业氮素的使用)对源头水和地下水造成的氮负荷在全球河流N2O排放量增加中起重要作用。

  作为内陆水系(湖泊、水库、河流和河口)的一个组成部分,全球河流N2O排放量约占全球陆地N2O排放量的3%,但这些河流排放量的增长速度是陆地的三倍。通过这项研究,可以更好地了解河流N2O排放的数量、分布和热点等,从而支持实施管理策略以提高作物的氮效率,进而减少氮的流失及其相关的环境影响。该研究表明,减少源头水流中的氮至关重要。

  延伸阅读:https://www.nature.com/articles/s41558-019-0665-8(《气候变化动态》编译报道)

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