實(shí)驗(yàn)室在東北地區(qū)大氣氮沉降空間格局及組成方面取得進(jìn)展
近年來快速的城市化進(jìn)程、工農(nóng)業(yè)發(fā)展使得世界上許多地區(qū)活性氮排放激增,尤其是NH3和NOx。適當(dāng)?shù)幕钚缘斎肟纱龠M(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和陸地碳匯增加。過量的活性氮輸入則會導(dǎo)致一系列環(huán)境問題,包括土壤酸化、水體富營養(yǎng)化、生物多樣性降低和溫室氣體排放增加;同時(shí)活性氮?dú)怏w可破壞平流層臭氧,參與大氣氣溶膠(如(NH4)2SO4和NH4NO3)生成,間接促進(jìn)PM2.5形成,危害人類健康。盡管目前公認(rèn)東亞地區(qū)活性氮排放率較高,但有關(guān)當(dāng)前該地區(qū)氮沉降水平和組成的報(bào)道非常有限,尤其是在中國東北地區(qū)缺乏常規(guī)的氮沉降監(jiān)測站點(diǎn)。這限制了我們理解區(qū)域到大陸尺度的氮沉降時(shí)空模式及相關(guān)影響因素。?
基于此,省重實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)在東北地區(qū)布置了7個(gè)氮沉降監(jiān)測站點(diǎn)(圖強(qiáng)、五營、樺南、帽兒山、清原、沈陽、寬甸),從2019年起規(guī)律監(jiān)測氮沉降。本文報(bào)道這7個(gè)站點(diǎn)的氮沉降數(shù)據(jù),并將其與東亞酸沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(EANET)中31個(gè)站點(diǎn)(位于俄羅斯中東部、蒙古、中國中部和南方、韓國和日本)的同期氮沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,來共同揭示東北亞地區(qū)銨和硝沉降的時(shí)空格局及驅(qū)動(dòng)因子。研究結(jié)果表明中國東北地區(qū)總無機(jī)氮(TIN)沉積量為3.7-24.5 kg N ha-1?yr-1,NH4+-N/NO3--N比值為0.8-2.8(圖1)。東北亞地區(qū)總無機(jī)氮沉降平均值為7.5 kg N ha-1?yr-1,主要以銨氮形式存在(NH4+-N/NO3--N=1.4),其中中國東北地區(qū)TIN沉降平均值最高(11.6),隨后是中國南部(10.7),俄羅斯東部、韓國和日本(5.6),俄羅斯中部和蒙古(1.5)(圖2)。該區(qū)域總氮沉降水平約為歐洲和美國的2倍。對于驅(qū)動(dòng)因子的分析表明所檢驗(yàn)的十種土地利用類型中,農(nóng)業(yè)活動(dòng)和城市土地利用顯著影響所有監(jiān)測點(diǎn)的NH4+-N和NO3--N沉降速率。該項(xiàng)研究表明農(nóng)業(yè)活動(dòng)和城市擴(kuò)張可能會增加氮沉降及其對全球生態(tài)系統(tǒng)的影響。?
該研究得到了EANET項(xiàng)目(2023-01)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國自然基金和遼寧省興遼英才計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。研究成果以“Patterns and drivers of atmospheric inorganic nitrogen deposition in Northeast Asia”為題發(fā)表在期刊Journal of Environmental Management上。沈陽生態(tài)所助理研究員Abubakari Said Mgelwa和副研究員朱飛飛為共同第一作者,方運(yùn)霆研究員為通訊作者。
???文章鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030147972302131X

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圖1?.?東北區(qū)域7個(gè)森林站點(diǎn)(圖強(qiáng)TQ,五營WY,樺南HN,帽兒山MES,清原QY,沈陽SY,寬甸KD,來自NECAD監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),穩(wěn)定同位素組建立)2020年度降水量、降水樣品中銨硝含量、氮沉降水平和銨硝組成比例

圖2?東北亞區(qū)域38個(gè)站點(diǎn)年度氮沉降格局(NH4+-N, NO3--N, TIN,NH4+-N/NO3--N ratio)。38個(gè)站點(diǎn)包括東北區(qū)域7個(gè)森林站點(diǎn)(圖強(qiáng)TQ,五營WY,樺南HN,帽兒山MES,清原QY,沈陽SY,寬甸KD,來自NECAD監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),同位素組建立,Region 2)和EANET網(wǎng)絡(luò)中的31個(gè)站點(diǎn)(詳情見論文)
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