作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2020/11/16 16:10:25
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研究揭示农业氮肥应用导致的全球土壤氨排放

 

南京农业大学资环学院教授邹建文课题组通过对全球来自于324篇文献的4590组原位观测资料的集成与定量估算研究,辨析了全球不同氮肥管理生态系统氨排放系数的差异性特征,采用基于区域和不同作物类型的具体排放因子估算了全球农业氮肥施用的氨排放总量。相关成果发表于《全球变化生物学》。

地表氮肥施用来源的土壤活性氮(Nr)气体排放及其大气再沉降过程是全球氮循环的重要组成部分,直接或间接威胁环境可持续性和影响人类健康,如降低空气质量、加速土壤酸化和改变生态系统服务功能等。

随着全球农业土壤氮肥施用量的持续递增,氨挥发已成为导致土壤氮素气态损失的重要途径,直接影响作物的氮肥利用率和产量。全面了解氮肥施用引起的大气氨排放量及其主要影响因素是提高作物氮肥利用率和降低环境负面效应的前提,也是农业和环境科学决策的重要参考依据。

为此,政府间气候变化专门委员会(IPCC)基于全球观测数据,推荐将10%作为氮肥施用转化成氨排放到大气中的全球缺省值(排放因子),作为世界各国编制农田氨排放清单的基础参数。

然而,该排放因子并未考虑区域气候、作物及肥料类型等因素。因此,近年来该领域全球科学家一直致力于IPCC排放因子的精细化改进和发展,以降低清单编制不确定性,提高科学说服力。

该研究发现,全球来自于化学氮肥和有机肥施用的氨排放系数分别为12.56%和14.12%,由此所导致的氨排放总量分别为12.32 Tg N yr-1和3.79 Tg N yr-1,主要集中在东南亚、北美和欧洲地区。其中,中国、印度和美国作为前三位氨排放大国,其排放量之和占全球排放总量的一半以上,而三大主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)生产的氨排放系数平均为11.13%~13.95%,分别占全球农田化学氮肥施用来源的氨排放总量的72%(在中国占70%)。提出的减排对策包括减少氮肥施用、耕作、合理水分管理、肥料深施和分次施用等。

该研究确立的不同区域、生态系统、肥料类型和作物类型的氨排放因子为更新和发展IPCC排放清单编制指南排放因子方法学提供基础参考,也为进一步加深了解全球氮肥施用的农业氨排放空间分布格局提供了新的视角。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/gcb.15437

 
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