通过量化人为氮源的间接排放，填补全球氮氧化物预算的知识空白

《Global Change Biology》：Closing Knowledge Gaps on Global Budget of Nitrogen Oxides (NOx) by Quantifying Indirect Emissions From Anthropogenic Nitrogen

　　摘要

人类活动通过直接和间接途径排放氮氧化物（NOx，即NO与NO2之和；其中源头排放可近似视为一氧化氮NO），这类物质既是强效的空气污染物，也是短寿命的气候强迫因子。然而，与直接排放不同，间接NOx排放目前仍缺乏充分了解，其量化也不够准确。本研究综合了全球各类陆地生态系统中的观测数据，发现土壤湿度和pH值会显著影响年度背景NO与一氧化二氮（N2O）排放的比例（RNO/N2O）。当土壤孔隙空间中充满水的比例达到46%时，会出现一个关键阈值。通过将基于机器学习的、按土壤湿度分层的RNO/N2O比例模型与已知的间接N2O排放因子相结合，我们得出了全球间接NOx排放因子（EF4(NOX)）。总体而言，该因子的中位值为1.59%（95%置信区间为0.45%–2.41%）；在湿润气候条件下，该值进一步上升至1.77%（95%置信区间为1.49%–2.61%），而干燥气候条件下的相应值为0.89%（95%置信区间为0.45%–1.28%），差异具有显著性（p<0.01）。此外，我们估计2015年全球因所有人为源释放的氮气通过大气沉降所导致的间接NOx排放量约为886（95%置信区间为314–1639）Gg N/年（1 Gg等于10^9克），其中施肥、畜牧业及其他人类活动分别贡献了约25%、26%和49%的排放量。重要的是，如果不考虑土壤湿度分层因素，全球间接NOx排放量将被低估约16%（p<0.001），同时相关不确定性也会增大约1.5倍。我们所提出的基于RNO/N2O比例的框架，为在区域、国家及全球层面的排放清单中准确量化间接NOx排放提供了有效方法，有助于制定针对性的策略来缓解空气污染和气候变化问题。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性说明

本研究的相关数据均公开可见，包括来自65项已发表研究的全球实地测量数据库（数据集S1），以及空间分辨率为0.25度的、与大气沉降的人为氮相关的间接氮氧化物排放因子网格数据（数据集S2）。这些数据可在Figshare平台获取，网址为https://doi.org/10.6084/m9.figshare.29589317。