研究發現：全球農業氨排放對氮沉降時空格局的影響

過去幾十年來大氣氨排放與農業生產活性氮過量使用密切相關，然而，全球農業系統哪些作物或動物具有高氨排放潛力、農業氨排放如何影響全球氮沉降的時空格局尚不清楚。

3月28日，蘭州大學資源環境學院氮循環研究團隊在美國《國家科學院院刊》在線發表題為《探索1980年以來全球農業氨排放變化及其對氮沉降的貢獻》的成果，在全球尺度量化了主要作物和動物類型對農業氨排放的貢獻，回答了目前農業系統氨的主要排放源，對準確認識全球農業氨污染提供了重要數據支撐。蘭州大學研究員劉磊為論文第一作者和通訊作者，中國農業大學教授劉學軍為共同通訊作者。

團隊基于多源地理空間數據(包括農田施肥、畜牧業養殖、遙感活性氮濃度等)和區域統計數據，建立了自下而上的農業氨排放計算方法，開發了全球近四十年(1980年—2018年)的長記錄農業氨排放數據集。

研究發現近40年全球農業系統(包括農田和畜牧業)氨排放量增加了78%，其中農田氨排放量增加了128%，畜牧業氨排放量增加了45%。全球三種主要作物(小麥、玉米和水稻)和四種主要動物(牛、雞、羊和豬)占氨排放總量的70%以上。

研究團隊基于構建的長時序農業氨排放數據集，驅動了全球大氣化學模型GEOS-Chem，系統評估了全球1980年來農業氨排放對氮沉降時空格局的影響。他們發現歐盟是全球氨態氮沉降1980年來下降的唯一區域，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，并制定了一系列針對性農業氨減排措施。

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

基于產量—氮肥反饋關系模型，發現在維持現有農作物產量不變的前提下全球氮肥使用可降低38%，其中三種主要作物(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業(農田和畜牧業)氨排放的11%，中國、印度和美國氮肥過量使用分別占各國農業氨排放的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%。除了種植業外，畜牧業系統的合理管控可進一步減少農業氨排放，例如酸化抑氨、密閉控氨、回收固銨等。盡管西歐國家(如丹麥和荷蘭)已經采取了農業氮管理措施并制定了氨排放控制政策，但中國、印度、美國等在解決農業氨污染方面仍缺乏相關政策支持。

研究認為，未來如果不加強對氨排放管控，氨態氮在全球氮沉降中將占有更大比重。該研究為農業氨污染相關政策制定提供了重要的科學依據，這對實現《科倫坡宣言》目標，將全球氮素污染減半具有重要意義。(作者：溫才妃 甘曉)

標簽： 全球農業氨排放 氮沉降時空格局 高氨排放潛力 氨排放量