从上海区域河网看全球城市化地区河流氮循环新特征

发布者:系统管理员发布时间:2014-03-17浏览次数:2319

王东启课题组发布研究成果

通过对上海市区域河网88个站位河流水体氧化亚氮(N2O)浓度和排放数长达27个月的观测和采样,我校地理科学学院王东启副研究员课题组发现:长江三角洲平原河网水体N2O的浓度呈高度过饱和状态;河网水体N2O饱和度和水-气界面通量均呈现出市区高、郊区和农村低的空间分布规律,污染严重的河流已显然成为甲烷(CH4)和N2O的潜在排放源。

  N2O是京都议定书规定主要削减的温室气体,是大气层中仅次于二氧化碳和甲烷的主要温室气体。在2013927日联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告第一工作组报告中,全球N2O平均浓度达到324 ppbv,是工业革命前(1750年)的120%,在百年时间尺度上,N2O的全球增温效应是二氧化碳的265倍、甲烷的9.5倍。

“以往我们对氮循环过程的研究,主要对象是自然河流,”王东启副研究员介绍说,“而城市化进程的加快,尤其是大城市区域内水网河流的N2O浓度和排放量日益得到各国科研人员的关注。”

  上海市区域河网水体N2O饱和度呈现出市区高、郊区和农村低的空间分布规律

上海市区域河网水体N2O饱和度呈现出市区高、郊区和农村低的空间分布规律

 

通过对上海区域河网88个站点的采样分析,基于流域尺度氮输入模型计算得出上海市地区河网N2O排放系数是IPCC全球河流排放清单推荐系数的1.3倍。考虑到未来全球城市化进程加快和区域扩张,全球河流N2O负荷尤其城市化地区的排放清单计算需要重新考量。

王东启与课题组同学在实验室

王东启与课题组同学在实验室

  谈及这一现象的发生原因,王东启解释说,人类活动如含氮化肥的合成和化石燃料的使用,使得大量活性氮进入生态系统,一定程度上改变了原有氮循环的强度和特征,在城市化地区,河流水体表现出极高的活性氮含量水平。上海是中国城市化发展最早和最发达的区域,由于位于长江河口三角洲,区域内水网稠密,来自水体排放的温室气体将会是这一区域温室气体排放清单重要的组成。

课题组相关研究成果“Nitrous oxide emissions in the Shanghai river network: implications for the effects of urban sewage and IPCC methodology”发表在全球变化领域顶级刊物《Global Change Biology》(IF6.912012年)上,研究过程得到了国家自然科学基金和上海市科委国际合作项目的资助。