長三角地區氮污染源解析及其調控機制研究

《長三角地區氮污染源解析及其調控機制研究》是依託浙江大學，由谷保靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：長三角地區氮污染源解析及其調控機制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：谷保靜
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

人類活動已使全球陸地生態系統氮輸入加倍，由此帶來的氮污染對環境和人類健康已造成嚴重威脅。活性氮一旦進入環境便難以徹底移除，因此對氮污染進行源解析，實施源頭控制是解決氮污染的關鍵。本項目選擇我國城市化和工業化最發達、氮污染最嚴重的長三角地區為案例，以人類-自然耦合系統氮平衡體系為核心，通過野外調查取樣、控制實驗、遙感監測和15N穩定同位素測定，構建更加精確的區域氮污染源解析體系。擬解決：1、城市化區域中人類對氮生地化循環的驅動有哪些改變？2、人類因素在城市化區域氮污染形成和調控中的作用是什麼？3、技術和政策調控在城市化區域氮污染中的角色是什麼？並通過生態建模進行污染控制策略的情景分析與可行性分析，將成本-收益分析和激勵-懲罰機制整合到最優策略的篩選中來。本項目的研究結果可為人類-自然耦合系統氮生地化循環研究提供新的理解，同時也可為長三角地區決策者制定更有效的可持續發展策略提供支持。

結題摘要

人類活動通過工業固氮、化石燃料燃燒和固氮作物的種植，在滿足人類的食物、藥品、能源等產品需求和福祉的同時，已經使陸地生態系統的氮輸入比自然狀態下增加了3倍以上。全球人源活性氮(Reactive nitrogen, Nr，除了氮氣之外的具有生物學和環境效應的氮)的通量目前已經接近200 Tg N yr-1 (1 Tg = 100萬噸)，而且依舊呈增加趨勢(Fowler et al., 2013)。氮既是一種資源又是一種污染物，作為資源它不僅關乎到人類的食物生產，也關乎到工業產品的生產以及資源和能源的有效利用；作為污染物它是大氣污染(PM2.5)、水體污染(藍藻暴發)、酸雨以及全球變暖(強力溫室氣體N2O排放，單分子增溫潛勢是CO2的300倍)的關鍵污染源(Erisman et al., 2013)，活性氮環境污染廣泛、複雜、持久，被認為是21世紀重大環境問題。本項目通過對活性氮循環及其污染源解析和調控的研究，全面分析了從區域到全球的活性氮來源、流通、去向、有效管理、生態建模和環境經濟學等方面的內容。在建立了人類-自然耦合系統(CHANS)氮循環管理體系的基礎上，結合野外監測和衛星遙感數據，耦合區域社會經濟發展，在活性氮環境污染來源解析及其社會經濟驅動、工業氮循環過程、活性氮環境污染的管理調控等領域取得了一系列進展。構建了人類主導的城市及其周邊地區活性氮管理模式、並將該模式與計算機協助自動化計算分析結合，建立了城市化區域氮循環模型(URCNC)，為區域社會經濟和環境的可持續發展提供了理論和方法論基礎。到目前為止已經在PNAS，Frontiers in Ecology and the Environment，Scientific Reports，Environmental Science & Technology，Global Environmental Change等國際地球科學、環境科學、生態學與經濟管理類交叉領域期刊上發表論文11篇，其中SCI收錄9篇，SSCI收錄1篇，影響因子＞5的有6篇。本項目的研究成果為區域的可持續發展和政策制定提供了重要的理論和套用支撐。