日前，蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院氮循環(huán)研究團(tuán)隊及合作者，在全球尺度量化了主要作物和動物類型對農(nóng)業(yè)氨排放的貢獻(xiàn)，回答了目前農(nóng)業(yè)系統(tǒng)氨的主要排放源，對準(zhǔn)確認(rèn)識全球農(nóng)業(yè)氨污染提供了重要數(shù)據(jù)支撐。相關(guān)成果在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

過去幾十年來，大氣氨排放與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活性氮過量使用密切相關(guān)，然而，全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)哪些作物或動物具有高氨排放潛力、農(nóng)業(yè)氨排放如何影響全球氮沉降的時空格局尚不清楚。

團(tuán)隊基于多源地理空間數(shù)據(jù)(包括農(nóng)田施肥、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、遙感活性氮濃度等)和區(qū)域統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立了自下而上的農(nóng)業(yè)氨排放計算方法，開發(fā)了全球近40年(1980年—2018年)的長記錄農(nóng)業(yè)氨排放數(shù)據(jù)集。

研究發(fā)現(xiàn)，近40年全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(包括農(nóng)田和畜牧業(yè))氨排放量增加了78%，其中農(nóng)田氨排放量增加了128%，畜牧業(yè)氨排放量增加了45%。全球3種主要作物(小麥、玉米和水稻)和4種主要動物(牛、雞、羊和豬)氨排放占總量的70%以上。

研究團(tuán)隊基于構(gòu)建的長時序農(nóng)業(yè)氨排放數(shù)據(jù)集，驅(qū)動了全球大氣化學(xué)模型GEOS-Chem，系統(tǒng)評估了全球1980年以來農(nóng)業(yè)氨排放對氮沉降時空格局的影響。他們發(fā)現(xiàn)歐盟是全球氨態(tài)氮沉降1980年以來下降的唯一區(qū)域，下降了約16%，其主要原因是歐盟已將氨排放控制列入空氣污染防治政策，并制定了一系列有針對性的農(nóng)業(yè)氨減排措施。

然而，除了歐盟，目前全球大部分國家都尚未對氨排放進(jìn)行嚴(yán)格管控，導(dǎo)致全球陸地氨態(tài)氮沉降增加了72%，其中氨態(tài)氮沉降占總沉降的比例從1980年的41%上升到2018年的54%。

基于產(chǎn)量—氮肥反饋關(guān)系模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，在維持現(xiàn)有農(nóng)作物產(chǎn)量不變的前提下，全球氮肥使用可降低38%，其中3種主要作物(小麥、玉米和水稻)約占氮肥過量使用的72%。氮肥使用過量約占農(nóng)業(yè)(農(nóng)田和畜牧業(yè))氨排放的11%，中國、印度和美國氮肥過量使用分別占各國農(nóng)業(yè)氨排放的31%、25%和22%;氮肥過量使用占全球氮沉降總量的10%，中國、印度和美國氮肥過量使用占各國氮沉降總量的10%~20%。除了種植業(yè)外，畜牧業(yè)系統(tǒng)的合理管控可進(jìn)一步減少農(nóng)業(yè)氨排放，例如酸化抑氨、密閉控氨等。

研究認(rèn)為，未來如果不加強對氨排放的管控，氨態(tài)氮在全球氮沉降中將占有更大比重。該研究為農(nóng)業(yè)氨污染相關(guān)政策制定提供了重要的科學(xué)依據(jù)。(記者 溫才妃 甘曉)

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)氨 主要排放源 全球農(nóng)業(yè)氨污染 大氣氨排放