1961-2010年中国区域氮沉降时空格局模拟研究

由于人类活动的干扰,近年来,通过沉降和施肥形式进入陆地生态系统的氮素持续增加,众多研究表明,中国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区。氮与陆地生态系统生物地球化学循环的一系列过程都相互联系,碳循环及其格局也受到氮的影响,因此大气氮沉降的变化受到广泛关注,探明区域大气氮沉降的时空格局对评估氮沉降对陆地生态系统碳循环的影响具有重要意义。构建了一个基于降水、能源消费和施肥数据的氮沉降时空格局模拟方法,通过与观测数据的比较说明该模拟方法能够较好地模拟氮沉降的时空变化,在此基础上,利用该方法模拟了1961-2010年中国区域氮沉降的时空格局。结果表明:(1)1961-2010年中国区域年平均氮沉降速率为0.81 g N m-2 a-1,由20世纪60年代的0.31 g N m-2 a-1增加到21世纪初的1.71 g N m-2 a-1,年增长率为0.04 g N m-2 a-1。总氮沉降量由20世纪60年代的2.85 TgN/a增加至15.68 TgN/a。(2)NHx-N的沉降速率大约是NOy-N的4倍,是主要的氮沉降形式。1961-2010年我国湿沉降平均速率为0.63 g N m-2 a-1,是干沉降速率(0.17 g N m-2 a-1)的3.63倍,是氮素进入陆地生态系统的重要途径。(3)在空间上,我国的大气氮沉降速率呈现出由东南向西北梯度递减的格局,华北、华中和东北的农田是氮沉降速率最大的区域,同时也是氮沉降速率增长最快的区域