過量氧化亞氮排放造成的氣候威脅

——全球N2O源和匯的綜合量化研究

來源：ScienceDaily  編譯：海爾欣市場(chǎng)部

研究背景

氧化亞氮(N2O)引起的溫室效應(yīng)僅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)，其在百年尺度上的溫室效力是CO2的300倍，N2O的排放已經(jīng)威脅到《巴黎協(xié)定》的溫控目標(biāo)！一項(xiàng)由美國Auburn大學(xué)主導(dǎo)，來自全球14個(gè)國家的48所科研機(jī)構(gòu)參與完成的全球N2O源和匯的綜合量化研究就此展開。

研究?jī)?nèi)容

研究成果發(fā)表在《Nature》——《A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks》。研究表明，N2O的自然排放源達(dá)57%，人為排放源占43%。隨著人們生活水平的日益提高，對(duì)于肉蛋奶等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求也隨之增長(zhǎng)，這就導(dǎo)致農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的大力發(fā)展，人為氮源占比日益增大，增長(zhǎng)率為每年2%。

圖1. 2007-2016年全球N2O不同源/匯收支

該研究指出，全球N2O排放的最大來源為東亞、南亞、非洲和南美洲。合成肥料的排放在中國、印度和美國占主導(dǎo)地位，而施用牲畜糞便作為肥料的排放在非洲和南美洲占主導(dǎo)地位。排放量增長(zhǎng)率最高的是新興經(jīng)濟(jì)體，特別是巴西、中國和印度，這些國家的作物產(chǎn)量和牲畜數(shù)量都有所增加。然而，歐洲農(nóng)業(yè)和化學(xué)工業(yè)的N2O排放量有所減少。這是多種因素綜合作用的結(jié)果，包括尼龍行業(yè)從煙氣中去除N2O的自愿措施和碳排放交易計(jì)劃的引入，以及許多西歐國家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更有效地使用化肥，以減少地下水和地表水污染等環(huán)境影響。

圖2. 2007-2016年全球N2O收支區(qū)域統(tǒng)計(jì)

    這項(xiàng)研究提供了一份全球N2O排放清單，它涵蓋了1980年至2016年間的21個(gè)自然和人為相關(guān)來源，并說明了地球生態(tài)系統(tǒng)中氮素的增加與控制N2O排放的生化過程之間的相互作用。該研究還揭示了一種新出現(xiàn)的N2O-氣候反饋，這種反饋是由于糧食作物生產(chǎn)中氮肥的使用，進(jìn)一步增加了農(nóng)業(yè)氮排放，導(dǎo)致氣候變暖，又反過來加速土壤中N2O的排放。

    根據(jù)過去對(duì)近20年的預(yù)測(cè)和觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，N2O的排放遠(yuǎn)超預(yù)料，為了將變暖限制在遠(yuǎn)低于《巴黎協(xié)定》2℃的目標(biāo)，如果不將N2O納入氣候減緩戰(zhàn)略，就需要更大程度地減少CO2和CH4。氮是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵養(yǎng)分，減少N2O的排放很困難，通過此研究，工業(yè)技術(shù)的改進(jìn)和農(nóng)業(yè)中氮肥使用率的提高，將使得全球N2O的排放量有效降低。

圖3. 2007-2016年全球N2O人為排放濃度的歷史統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)

Warning！

全球碳項(xiàng)目的執(zhí)行主任，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的Josep G. Candell博士說：“這項(xiàng)研究反映了在全球范圍內(nèi)減少N2O排放的緊迫性，同時(shí)喚起我們對(duì)全球氮肥的使用和濫用方式的全面反思，并敦促我們?cè)谏a(chǎn)糧食的方式上采取可持續(xù)的做法。

參考文獻(xiàn)

[1]Tian H, Xu R, Canadell J G, et al. A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks [J]. Nature, 2020, 586(7828):248-256.