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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。

3月28日，蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院氮循環(huán)研究團(tuán)隊(duì)在美國《國家科學(xué)院院刊》在線發(fā)表題為《探索1980年以來全球農(nóng)業(yè)氨排放變化及其對氮沉降的貢獻(xiàn)》的成果，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。蘭州大學(xué)研究員劉磊為論文第一作者和通訊作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉學(xué)軍為共同通訊作者。

團(tuán)隊(duì)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)了全球近四十年(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(tuán)隊(duì)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，并制定了一系列針對性農(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，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(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、回收固銨等。盡管西歐國家(如丹麥和荷蘭)已經(jīng)采取了農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)氨污染方面仍缺乏相關(guān)政策支持。

研究認(rèn)為，未來如果不加強(qiáng)對氨排放管控，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)，這對實(shí)現(xiàn)《科倫坡宣言》目標(biāo)，將全球氮素污染減半具有重要意義。(作者：溫才妃 甘曉)