我國氮沉降觀測方法進展及其在珠三角的應用

張 琪,常 鳴,王雪梅* (.中山大學大氣科學學院,廣東 廣州 5075；.暨南大學環境與氣候研究院,廣東廣州 5063)

工業固氮技術的發展及工業、化石燃料燃燒等活動導致活性氮(Nr)的排放迅速增長[1-2],從源頭上干擾了原有的全球氮收支平衡,氮沉降量也相應增加[3].通過估算,1993年全球大氣氮沉降量(NOy+NHx)已超過 100TgN/a,預計到 2050 年將達到270TgN/a[4].另外總結發現1980～2010 期間我國平均氮沉降通量上升了 60%[5].這種全球和區域性的急劇上升超過了很多區域生態系統的氮臨界負荷,并帶來諸多環境問題[6-8].為評估氮沉降增加造成的影響,須對其組分及通量進行準確測定或估算.

大氣氮沉降包括干沉降和濕沉降2種形式：濕沉降的氮主要為離子態(降雨、云霧及露水等降水中的NO3-、NO2-、NH4+)及可溶性的有機氮(DON)[9].氮的濕沉降觀測研究始于19世紀,其沉降通量與降水量關系密切[10],因此濕沉降觀測容易,研究已較為成熟并已擁有較為完善并常態化運行的觀測網絡[5].而干沉降(包括顆粒態NH4+、NO3-和氣態 NH3、HNO3、NOx)通量的觀測由于其過程較為復雜,在20世紀70年代才逐漸發展起來[11].當前世界上已建立多處觀測網絡對大氣氮干濕沉降進行長期監測,但仍存在觀測方法不統一、部分地區站點稀疏且選址不當、觀測物種有限等問題.

我國的觀測網絡開始于 1982 年環境保護部(原國家環境保護總局) 建立的全國酸雨監測網,用于調查我國降雨酸度分布狀況[13].該監測網初期僅能監測降水pH值,但隨后降水中的SO42-、NO3-、NH4+等化學成分開始得到關注.1992～1993年中國氣象局酸雨站網的81個臺站開展了降水化學分析,是目前唯一背景條件下全國范圍的降水化學資料[14].而后中國也在氮沉降領域參與多個國際合作項目[15].另外也開始開展國內氮沉降監測網絡的自主建立[16-17]除此之外,很多學者也在不同生態系統環境下設立了各具特色的觀測網絡[18-19].

雖然觀測方法逐漸趨于多樣化,但是目前全國氮沉降觀測仍存在站點不足且分布不均勻,所測定的含氮物種不夠全面等問題.因此本文調研了2016年之前發表的我國大氣氮沉降觀測工作,在此基礎上總結了當前我國大氣氮沉降觀測方法的進展,并且以珠三角為例詳細介紹當前我國氮沉降觀測工作的主要研究結果以及應用情況,以期對我國氮沉降研究的主要成果及現存問題有更加深入的介紹.

1 觀測方法

由于氮干、濕沉降受不同季節、氣候區域、生態條件和排放源條件等因素的影響,通常采用不同的采樣和測定[20]方法.總體來說可以分為直接觀測法和間接觀測法.

1.1 直接觀測法

即對大氣氮沉降的樣品直接進行收集,并對樣品組分進行分析.

1.1.1 降水降塵采集法 對于氮沉降最直接的方法即采集降水降塵樣品.這一方法可以簡單地分為傳統采樣和自動采樣.前者無需消耗電力,僅需將氣象降水觀測的雨量器或自制的敞口雨水接收容器完全暴露在大氣中收集降水,其簡單易用且價格低廉,目前仍被廣泛應用[20-21].但由于采樣器多為敞口,該法收集到的濕沉降會混有部分干沉降而應被稱為混合沉降.表1總結了1990年以來部分基于降水采集法的觀測結果.可以看出,我國早期工作多采用傳統采集法.采集裝置或為專門的雨量器,或為研究人員自制或改造的采樣器[22],而采樣器多為不銹鋼、塑料以及玻璃等材料,這些材料可能會因野外環境或樣品性質(如pH 值等)對樣品組分產生干擾.總體來說傳統采樣設備簡陋且誤差較大,若要減少誤差則需要更多人為控制,操作不方便.

為避免上述弊端,降水降塵自動采樣器開始應用于對干、濕沉降的獨立收集.它受傳感器控制,采樣器在降水時打開濕沉降缸,反之則打開干沉降缸,因此被稱為自動采樣[37].自動采樣器的出現使得間接評估干沉降對混合沉降的貢獻成為可能[38].樣本準確性主要依賴于自動采樣器的性能[39].崔陽等[40]以標準雨量計為參照,對比了國產及進口2種自動采樣設備的性能,發現進口設備儀器因傳感器敏感性高于國產設備而樣本更為真實.另外,目前各型號的儀器在傳感器類型及精度、誤差、材質、滑板運行時間等方面都相差不大,且都擁有統一的行業標準[41-42].但目前它們所采用的整場式和分段式的采樣方法都不能真實反映降水的實際情況,因此發展多參數儀器是將來自動采樣器發展的趨勢[39].

1.1.2 離子交換樹脂法 離子交換樹脂法是利用樹脂中的官能團在水溶液中發生電離并通過離子交換的方式,將降水中的離子如和等固定在樹脂中帶相反電荷的官能團上[43-44].我國從20世紀90 年代開始將這一方法用于森林土壤氮素動態的研究[45-46],近年來開始用于大氣氮沉降的研究(表2).這種方法不需要考慮降水次數和降水量,且因為其裝置簡單可以進行多點布置,從而彌補了上述采樣器只能單點采樣的缺憾.另外,其所含的官能團對樣品中的物種能夠起到很好的固定作用,使得樣本無需嚴苛的儲存條件.

表1 降水降塵采集法應用實例Table 1 Application of precipitation and dust collection method

表2 離子交換樹脂法應用實例Table 2 Application of ion exchange resin method

目前應用較廣的樹脂為717強堿性Ⅰ型陰離子交換樹脂和732強酸苯乙烯陽離子交換樹脂.樹脂對于工作溫度有一定的要求,長時間野外測定時也會出現樹脂使用壽命不足的情況.比如上述的Ⅰ型陰離子交換樹脂和強酸陽離子交換樹脂均易被氧化,前者的二甲基乙醇胺交換基團被氧化為低級胺,從而使得樹脂中的強堿基團變為弱堿基團,造成出水硅酸過量漏出.后者由于氧化斷鏈增加,從而使得樹脂體積增大并破碎,使得樹脂層阻力增大,交換容量下降.另外從表2中的應用實例可知,離子交換樹脂法主要測定氮沉降中的NH4+、NO2-和NO3-,而不能測定部分有機氮組分的濕沉降,使得氮沉降通量結果偏低[47].另外還需要多次浸提以保證離子回收率.

1.1.3 表觀觀測法 表觀觀測法指通過分析沉降接受面上的物質積累量來確定干沉降的量.具體應用實例如表3所示.

表3 表觀觀測法應用實例Table 3 Application of apparent observation method

替代面法屬于常用的表觀觀測法,它采用固態(如玻璃、聚四氟乙烯、聚乙烯)[61-63]、半固態(如油脂)[64]和液態(去離子水)[65]材料作為沉降接受面,把沉降接受面長時間放置在大氣中,然后收集其表面的物質送實驗室進行分析.這種方法儀器設備成本低,操作相對簡單,有利于多站點長期觀測,并且觀測不受地形限制;但其時間分辨率低,且不同表面材料對觀測得到的沉降通量影響較大[66-67].其中使用水界面的方法又稱為集塵缸濕法收集,對大氣干沉降的物質有更高的收集效率[68].有研究采用集塵缸濕法(一直暴露在大氣中)結合濕沉降(降水時暴露)同時采樣,通過差減法得到干沉降通量[69].替代面法還可以使用優勢種的葉片作為代用面[70].穿透雨法則是采用穿透雨通量與空曠地濕沉降的差值即凈穿透雨通量來估算干沉降通量的,這種方法需要同時觀測樹干莖流、林外雨及林下穿透雨,但會受到海拔、地形、植被類型等的影響,具有很強的空間異質性[71].很多森林地區的研究多將這種方法與微氣象法、離子交換樹脂法等相結合,或對其進行改進[72-73].通過對這一方法可靠性進行評估發現,該法獲得的干沉降通量相比微氣象推算法略少[60],這與Schmitt等[74]在瑞士地區的結果一致.

1.1.4 微氣象法 微氣象法是指用快速反應的傳感器同時測量污染物濃度和高時空分辨率的當地氣象要素,再用微氣象方法來計算物質的干沉降通量.如EMEP監測網絡中就采用了改進了的擴散收集器測定不同的氮組分,再結合微氣象法計算沉降通量[75].微氣象法包含渦動相關法、渦動累積法、條件采樣法、濃度梯度法、波文比方法、推斷法等,其應用實例如表4所示.其中,渦動相關法是目前最直接有效的測定沉降通量的方法,采用高頻超聲風速儀結合快速測量瞬時濃度的傳感器即可得到污染物的通量[76].這種方法得到的通量較為準確,時間分辨率很高,但缺點是采樣使用的瞬時傳感器技術對部分大分子量的含氮物質的測量還不完善,同時其建設、維護成本較高[77].渦動累積法和條件采樣法都是基于渦動相關法發展的,它們采用垂直速度控制的閥門來向不同的容器中注入采樣獲得的氣體,根據其濃度差來求算沉降通量,但它們的困難在于需要十分精確的氣流控制和在線化學分析,否則會造成很大的誤差[78-79].濃度梯度法和波文比法都是基于氣象的莫寧-奧布霍夫相似性理論,通過分析近地層不同高度的溫度或水汽湍流擴散系數和污染物濃度來計算得到其垂直通量[80-81].濃度梯度法是廣泛應用于測量梯度通量的微氣象方法,因為地表大氣中平均量的測定相比脈動量的測定要容易,對多種污染物如NH3、SO2、O3、PAN 等均有基于該方法的測定[82-83].濃度梯度法的困難在于近地面幾十米范圍中污染物濃度差很小,且有些含氮物質存在地表排放源,造成反梯度輸送等現象,其觀測較難得到理想的結果[84].

表4 微氣象法應用實例Table 4 Application of micrometeorological method

由于干沉降速率的觀測較為復雜,很多研究采用推斷法來進行干沉降的觀測,即采用觀測的微氣象參數驅動干沉降阻抗模式來獲得干沉降速率,然后乘以觀測的污染物濃度計算得到干沉降通量[92-93].這種方法主要考慮大氣的穩定度和下墊面的粗糙度特征,相對簡便、準確,已被廣泛用于干沉降通量觀測和大氣物質流動相關模型的干沉降通量計算中[94-95].美國的 CASTNet 和加拿大的 CAPMoN 觀測網就是采用推斷法進行干沉降觀測[96-97].國內也有不少學者使用這種方法開展較大范圍生態系統的研究[98-99].使用這一方法時必須確保模式的適用性和干沉降速率計算的準確性,然而很多研究并沒有考量這些因素就直接套用了他人的結果[94-95].

1.1.5 其他直接方法 隨著遙感技術的發展,基于衛星觀測的方法也逐漸開始應用在活性氮的干沉降研究中.Cheng等[100]用全球臭氧監測實驗衛星(GOME)和星載吸收光譜儀(SCIAMACHY)對中國東部農村NO2的干沉降通量進行了識別,采用 NO2柱濃度和地基觀測確定了其擬合經驗方程.Nowlan等[101]基于衛星觀測(OMI)和GEOS-Chem 數值模式結合,估算了全球的 NO2沉降通量.但這種方法空間分辨率較粗,所得結果準確性不高[12].

1.2 間接觀測法

1.2.1 生物監測法 有學者利用對生物(尤其是植物)的生命過程和組分的分析而間接獲得大氣氮沉降的特征.苔蘚種類繁多,分布廣泛,擁有組織器官但是缺少維管束,其根僅起到固定的作用,大氣氮沉降成為其唯一的氮素來源,因此成為監測大氣氮沉降的重要指示植物[102].研究發現某些植物(如 Calluna)以及許多苔蘚植物含氮量與大氣氮沉降之間呈現出了顯著的線性相關關系[103-104].以上研究成果說明通過測定苔蘚中氮的含量來反演大氣氮沉降切實可行,其應用實例如表5所示.可以看出利用苔蘚測定氮沉降,建立氮沉降與苔蘚中氮含量的相關關系,可以有效填補高原、山地等難以直接觀測位點的數據缺失,為大氣氮沉降觀測提供重要的參考.但是以上方法僅可以定量測算混合沉降的總量,不能有效識別各含氮物種,因此氮同位素(δ15N)被引入用以識別氮源和氮形態,能夠準確反應生態系統各種氮循環過程以及大氣氮沉降的輸入情況.

而且利用同位素δ15N也可以使得其他植物被應用于氮沉降的研究.如 ITNI,其基本原理是同位素稀釋法,主要是利用δ15N 對生命周期較短的農作物進行標記,大氣氮沉降被植物吸收利用后其系統內的同位素會被稀釋,根據被稀釋的程度即可測定大氣氮沉降的輸入量[111].另外,植物對于沉降物種的吸收具有選擇性.水溶性無機氮(即NHx、NOx等)借由降水的洗脫而沉降到植物葉片表面,進而轉運到植物體內.而氣態含氮化合物則是通過氣孔進入植物體[112-113].可見,植物監測更多吸收的是無機氮,且以銨態氮為主,因此會造成對NO3--N、NO2--N以及有機氮的沉降通量估計不足.而且利用氮同位素追蹤氮源,除了需要大量氮源的同位素組成數據之外,還需要同位素在大氣中的分餾情況(游離態、顆粒態等形態之間的互相轉化)[113].然而獲得以上數據的難度很大,相關研究較少且多集中于濕沉降[114],從而大大增加了利用植物中的同位素追蹤氮源的難度.

表5 生監測法應用實例Table 5 Application of biological monitoring

1.2.2 土壤無肥區估計法 該方法與生物監測法類似,即在選定區域中種植生命周期短的作物并且不添加肥料.然后再收割分析作物地上部分的含氮量來判斷大氣沉降的輸入.但是作物除了吸收大氣沉降的氮素外還會從土壤中吸收氮素.因此該方法測定的氮沉降量實際上是土壤源氮素和大氣源氮素的加和,對大氣氮沉降存在一定程度的高估.但若是對某一固定的實驗區域進行長期的氮沉降觀測,整個系統從土壤中吸收的氮素和大氣沉降輸入的氮素會達到平衡,此時作物吸收的氮素量可有效表征大氣氮沉降的情況[115].

另外,作物對于含氮物質的吸收同樣具有選擇性,且多以銨態氮為主,因此會造成對NO3--N、NO2--N以及有機氮的沉降通量估計不足,造成結果偏低.

2 應用現狀

2.1 全國氮沉降研究現狀

通過對文獻中觀測數據進行空間統計,得到如圖1結果.可以看到,東部沿海經濟較發達地區沉降通量高于中部內陸地區,中部內陸地區又高于西藏、西北等人類活動較弱的地區.如圖1(a)所示,針對大氣氮沉降的觀測更多地集中在東南沿海經濟發達地區,并且逐漸向西北內陸遞減.對于一些偏遠、高寒地區缺少足夠的觀測數據,這主要受制于這一部分區域條件惡劣,不利于觀測儀器的搭建,另外也會影響儀器的觀測效果.

國內早期的研究主要集中在濕沉降及混合沉降,到21世紀初開始對干沉降和濕沉降同時開展觀測.分析圖1(a)可以注意到,干沉降的觀測也同樣多集中于東南沿海等經濟及科技發達地區,到內陸干沉降觀測研究逐漸遞減;中部地區多為混合沉降觀測,西北地區則缺少足夠觀測.

根據前文首先將觀測方法分為直接觀測和間接觀測兩大類,然后進一步細分,所得到的結果如圖1(b),(c)所示.可以看出,直接觀測方法依舊是主流,尤其是降水降塵采集法;間接測定使用較少.早期的觀測方法多為通過傳統采樣采集降水降塵,隨后傳統采樣法逐漸被自動采樣法取代.2004年之后,雖然觀測方法依舊以降水降塵采集法為主,但許多研究者開始采用新興的觀測方法或者同時使用多種方法.如隨著同位素技術的成熟,生物監測以及同位素標記等方法逐漸應用到氮沉降的觀測中來.

另外,不同地區大氣氮干、濕沉降通量各異.如圖1(d)所示,沉降觀測多集中在農村、農田、城市、郊區以及森林地區,而在水域、高寒地帶、草原等生態系統的觀測較少.對觀測較多的生態系統,如森林、農田、城市等的氮沉降數據進行總結發現,森林生態系統更多的是關于濕沉降通量的觀測,近年來觀測值范圍為 18～38kgN/(hm2·a);農田生態系統同樣多集中于觀測濕沉降和混合沉降,其中濕沉降通量的變化范圍為 6～78kgN/(hm2·a),混合沉降通量的變化范圍為 15～133kgN/(hm2·a),干沉降通量的變化范圍為 54～83kgN/(hm2·a);而在城市生態系統中濕沉降通量的變化范圍為 4～30kgN/(hm2·a),混合沉降的通量變化范圍為 7～101kgN/(hm2·a).由于大多數站點缺少對氮沉降的長期觀測,因此本文選取氮沉降研究較多的珠三角地區對沉降組分、時空分布情況等進行了進一步分析,并與同樣開展過較多研究的江西鷹潭地區的研究結果進行了對比.

2.2 珠三角氮沉降研究現狀

進一步以珠江三角洲為例進行統計,具體統計情況如表6所示.珠三角地區氮沉降的整體情況相似,即研究多集中于濕沉降研究.如圖2(a)所示,涉及到濕沉降的文獻占全部調研文獻的70%,另外有19%涉及到混合沉降,僅有11%的文獻涉及到干沉降.如圖3所示,珠三角地區濕沉降通量變化范圍為 10.0～34.2kgN/(hm2·a),干沉降為 9.2～18.4kgN/(hm2·a),混 合 沉 降 為 17.0～33.0kgN/(hm2·a).對于氮沉降的研究多集中在森林、城市2類生態系統,分別占到全部文獻的41%、43%(圖2(b)).分析組分可以看出,多數研究集中于 DIN,僅有少部分涉及 DON,如 Fang 等[116]通過直接采集干濕沉降的方法測得 2005年鼎湖山 DON的沉降通量為 17.8kgN/(hm2·a),但沒有區分干濕沉降.Wang等[117]采取相同方法,并且進一步區分干濕沉降獲得 2007年 DON的濕沉降通量為8.0kgN/(hm2·a),干沉降為 3.6kgN/(hm2·a);另外也有 Li等[118]以及陳中穎等[119]對廣州和珠江口的DON 沉降通量進行了研究.可以看出,對于 DON的研究雖然起步較晚,但是近年來對于DON的研究有了一定的增長,而且能夠有效區分干濕組分.

表6 珠三角地區氮沉降情況統計Table 6 Statistics result of nitrogen deposition observation in the Pearl River Delta

續表6

圖1 全國大氣氮沉降觀測空間統計Fig.1 Spatial statistics of the atmospheric nitrogen deposition observation in China

圖2 珠三角氮沉降相關觀測報道結果分類統計Fig.2 Statistical results of the literature(a)沉降類型統計;(b)下墊面類型統計

圖3 珠三角地區不同類型氮沉降通量Fig.3 Fluxes of different nitrogen deposition in the Pearl River Delta

由于DIN和濕沉降的研究數據較多,因此本文在上述文獻統計結果的基礎上僅選取2000年之后珠三角主要城市的DIN濕沉降通量數據進行空間分析.如圖4所示,沉降通量高值[≥15.5kgN/(hm2·a)]主要分布在珠三角西北方向的廣州、肇慶、佛山、中山等地區,而東南方向的珠海、深圳、香港等地區的沉降通量則相對較低[＜15.4kgN/(hm2·a)].另外對其沉降組分進行分析發現,大部分地區NH4+-N 比重大于NO3--N,而珠海、香港地區則相反,這主要與不同地區的產業結構有密切關系.比如雖然第二產業在珠海和佛山的生產總值中都占有重要地位,但佛山呈現出明顯的第二產業為主導(比重＞60%)的趨勢,而珠海的第三產業則迅速發展,與第二產業比重相當;香港地區則通過制造業北遷等途徑,實現制造業虛擬化,并大舉發展出口貿易、商業服務業、地產業等產業.

圖4 2000年后珠三角主要城市無機氮濕沉降空間通量[kgN/(hm2?a)]統計分析Fig.4 Spatial analysis of the literature research result(a)無機氮沉降通量空間分布;(b)無機氮沉降化學組分時空分布

為有效呈現珠三角地區的氮沉降特點,本文將珠三角地區(以鼎湖山、朱仙洞、香洲為例)的氮濕沉降年際變化情況與江西鷹潭進行了對比.其中鼎湖山及鷹潭屬森林生態系統,香洲及朱仙洞屬城市生態系統,4站點分別代表當前氮沉降領域研究較多的 2類生態系統.自 2000年以來,珠三角 3站點的沉降通量與鷹潭的沉降通量相近[5.0～40.0kgN/(hm2·a)].相較于江西鷹潭,珠三角氮的濕沉降通量整體上呈現出波動下降的趨勢,比如鼎湖山地區由 2000年之前的36.7kgN/(hm2·a) 降低到 22.8kgN/(hm2·a);而依據EANET的觀測結果,朱仙洞和香洲的濕沉降通量也分別 由 2000年的 21.0kgN/(hm2·a)及10.3kgN/(hm2·a) 降低到 2015 年的 12.5kgN/(hm2·a)和 7.6kgN/(hm2·a),降 低 幅 度 分 別 達 到46.8%和 26.2%(圖5).

圖5 珠三角及江西鷹潭地區濕沉降通量年際變化Fig.5 Annual variation of wet deposition flux in Pearl River Delta and Yingtan

圖6 珠三角及江西鷹潭濕沉降化學組分年際變化Fig.6 Annual variation of wet deposition chemical composition in Pearl River Delta and Yingtan

濕沉降的化學組分同樣隨時間推移而發生變化.Xu等[134]研究發現,廣州龍洞 1998年的NH4+-N/NO3--N值為8.9.Huang等[218]則發現這一比值到2005年已經降低為1.5.Huang等[132]通過研究深圳 20年氮的濕沉降結果同樣發現了NH4+-N/NO3--N值的相應趨勢,這也與本研究的調研結果一致.如圖6,珠三角3站點及江西鷹潭的NH4+-N/ NO3--N值都呈現出下降的趨勢,而且以朱仙洞和香洲為代表的城市生態系統尤為明顯.這種現象可能與珠三角地區工業及城鎮化迅速推進有關.一方面，氮肥是NH4+-N的重要來源,通過廣東省年鑒統計可以看出在 2000～2010年廣東省氮肥的施用量雖呈上升趨勢但是較為平緩,而經濟較為發達的珠三角地區氮肥的施用量未有明顯變化(圖7);一次源消費量的消耗則在 10年間呈現出明顯的上升趨勢,這也意味著化石燃料的大量燃燒,成為NO3--N 的重要來源(圖8).余德祥等[135]同樣對屬于森林生態系統的重慶鐵山坪的長期氮沉降結果進行了觀測,雖然其沉降通量呈現出上升趨勢,但是其 NH4+-N/NO3--N與珠三角森林生態系統呈現出了相同的變化趨勢,這一結果同樣與重慶氮肥使用量變化平緩及化石燃料大量燃燒導致的NOx排放量增加有關.

圖7 廣東省2000～2010年氮肥施用量變化Fig.7 N-fertilizer consumption in Guangdong Province in 2000～2010

圖8 廣東省2000～2010年一次能源消費量變化Fig.8 Primary energy consumption in Guangdong Province in 2000～2010

不同的生態系統同樣會影響氮沉降通量及化學組分.在農田、城市以及森林 3類生態系統中,森林具有最大的無機氮沉降通量,為 15.3～34.2kgN/(hm2·a),其次為農田的 16.2～34.1kgN/(hm2·a),最后為城市的 8.7～30.0kgN/(hm2·a);且NH4+-N的沉降通量均大于NO3--N的沉降通量[圖9(a),(b),(c)],NH4+-N/NO3--N的值表現為森林＞郊區＞農田＞城市[圖9(d)].

圖9 不同生態系統氮沉降化學組分統計Fig.9 Chemical composition of nitrogen deposition in different ecosystems(a)城市;(b) 農田;(c) 森林;(d) 3類生態系統NO3--N/NH4+-N值

3 結論

3.1 我國氮沉降觀測存在站點分配不均,且涵蓋氮沉降類型及含氮物種不夠全面.觀測活動由東南沿海向西北內陸遞減,偏遠、高寒地區缺少足夠的觀測數據.提高氮沉降觀測時空分辨率及不同類型及物種的觀測是氮沉降研究工作的重點.

3.2 不同采樣方法對觀測結果有重要影響.部分方法采集的樣品因包含或忽略部分組分而會導致結果出現偏差.目前利用儀器直接采集干濕沉降為主流,但技術的發展也使得觀測方法趨于多樣化.

3.3 不同地區大氣氮干、濕沉降通量各異,整體上而言為從東南沿海到西北內陸遞減.人口密集,活動劇烈的城市和農村地區沉降通量較大.而在人為活動區域附近的森林、水域,氮沉降通量近年來也有相當大的增長.森林生態系統中濕沉降通量的觀測值變化范圍為 18～38kgN/(hm2·a);農田生態系統中濕沉降通量的變化范圍為6～78kgN/(hm2·a),混合沉降通量為 15～133kgN/(hm2·a),干沉降通量為 54～83kgN/(hm2·a);而在城市生態系統中濕沉降通量的變化范圍為 4～30kgN/(hm2·a),混合沉降的通量變化范圍為7～101kgN/(hm2·a).

3.4 以珠三角地區為例的人口密集區,氮沉降通量呈波動下降的趨勢,NH4+-N/NO3--N值也波動下降,這主要與珠三角產業結構調整以及城市發展帶來的化石燃料大量燃燒有關.不同生態系統NH4+-N/NO3--N值存在差異,表現為森林＞郊區＞農田＞城市.

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