氮沉降

氮沉降指大氣中的氮元素以NHx(包括NH₃、RNH₂ 和NH₄⁺)和NO_x的形式，降落到陸地和水體的過程。

基本介紹

• 中文名：氮沉降
• 外文名：nitrogen deposition
• 定義：大氣中的氮元素降落到陸地和水體
• 分類：大氣氮乾沉降和大氣氮濕沉降
• 原因：礦物燃燒、化學氮肥生產和使用等

簡介

氮沉降是一種專業術語，運用於生態學。具體指，大氣中的氮元素以NHx(包括NH₃、RNH₂和NH₄⁺)和NO_x的形式，降落到陸地和水體的過程。

氮循環

20世紀中葉以來，隨著礦物燃料燃燒、化學氮肥的生產和使用以及畜牧業的迅猛發展等人類活動向大氣中排放的活性氮化合物激增，大氣氮素沉降也呈迅猛增加的趨勢。人為干擾下的大氣氮素沉降已成為全球氮素生物化學循環的一個重要組成部分。作為營養源和酸源，大氣氮沉降數量的急劇增加將嚴重影響陸地及水生生態系統的生產力和穩定性。大氣氮沉降對土壤和水體環境、農業和森林生態系統以及生物多樣性等方面都會造成影響。

分類

根據降落方式不同可分為：大氣氮乾沉降和大氣氮濕沉降。大氣氮乾沉降即通過降塵的方式，而大氣氮濕沉降即通過降雨的方式使氮返回到陸地和水體。

生態影響

大氣氮沉降是全球變化重大問題之一 。已有研究表明，農田施肥不合理、養殖場畜禽糞便管理不佳、燃煤、汽車尾氣排放等，都會增加人為活性氮向大氣的排放。這些氣體及通過次生反應形成的氣溶膠/細顆粒物（如PM_2.5），會導致空氣品質下降或大氣污染。同時，從大氣沉降到陸地和水生態系統的活性氮數量和形態，也影響生態系統的功能及穩定性 。20世紀中葉以來，隨著礦物燃料燃燒、化學氮肥的生產和使用以及畜牧業的迅猛發展等人類活動向大氣中排放的活性氮化合物激增，大氣氮素沉降也呈迅猛增加的趨勢。作為營養源和酸源，大氣氮沉降數量的急劇增加將嚴重影響陸地及水生生態系統的生產力和穩定性。大氣氮沉降對土壤和水體環境、農業和森林生態系統以及生物多樣性等方面都會造成影響。

對森林的影響

氮沉降對森林植物的影響主要表現在以下6個方面：

(1)在一定量範圍內的氮沉降有利於植物的光合作用，但過量後則會引起植物的光合速率下降；

(2)當植物生長受氮限制時，在一定程度上的氮沉降增加植物生產力，但當氮過量後，氮沉降則使植物的生產力下降；

(3)過量的氮沉降導致植物體各種營養元素含量的比例失衡；

(4)氮沉降會改變植物的形態結構，集中表現為根冠比減小；

(5)氮沉降會增加植物對天然脅迫如乾旱、病蟲害和風的敏感性,減少其抵禦能力；

(6)氮沉降會改變植物組成和降低森林植物的多樣性。

現狀

大氣氮沉降在熱帶和亞熱帶的開發中國家更是個嚴峻的考驗，尤其是在中國，無機氮的排放已達到一個較高水平，已成為全球三大氮沉降集中區之一。但是我國在區域大尺度上開展人為活性氮排放與沉降的長期系統研究還非常有限，缺乏氮素沉降動態、效應及其與人為活性氮排放關係的直接證據。

研究發現，我國人口相對密集和農業集約化程度更高的中東部地區（尤其是華北平原），其氮素沉降量已高於北美任何地區，與西歐20世紀80年代氮沉降高峰時的數量相當。

中國氮素沉降的增加，主要受氮肥、畜牧業等農業源和工業、交通源等非農業源活性氮排放的影響。主要來自農業源氨排放的銨態氮沉降是氮素沉降的主體，占總沉降量的2/3左右。以來自非農業源（燃煤和汽車尾氣等化石能源燃燒）氮氧化物排放為主的硝態氮沉降，約占總沉降量的1/3，而該占比在20世紀80年代為1/6，說明來自非農業源的排放增速更快 。