近日，北京大学环境科学与工程学院籍国东教授课题组在《国家科学评论》发表研究论文。该研究发现自然河流普遍存在由硝酸盐决定的N2O排放基线，人类活动污染物输入导致基线排放整体上移和排放热点的出现。对氨氮和有机污染的有效控制可以消除热点排放，其中消除全球农业河流11%和城市河流14％热点的减排效果分别为51.6%和63.7%，而通过去除硝酸盐降低基线排放则是一项长期挑战。该研究为全球河流N2O可持续减排及工程管理提供了参考基线和科学依据。
全球河流N2O排放基线（EF-lines）
该研究对全球3047个不同类型河流N2O排放因子数据集进行了荟萃分析，发现EF5r的变化幅度在5个数量级以上，平均值为0.50%，大于IPCC采用的0.26%，且在不同类型的河流中存在显著差异，自然河流（0.79%）显著高于农业河流（0.06%）和城市河流（0.18%），该结果强调了分类型估算全球河流N2O排放的重要性。更为重要的是，该研究发现自然河流具有普适性的N2O排放基线（EF-lines，EF5r = k/[NO3-], k = 0.02），人类活动导致农业河流和城市河流的排放基线显著提升，k值分别增至0.09和0.05。深入分析发现，农业河流和城市河流分别有11%和14%的样点偏离基线，成为N2O排放的热点。
图1. 全球河流N2O排放基线
不同类型河流N2O排放模式
人类农业生产和城市生活导致N2O排放基线整体上移和排放热点出现，产生农业和城市河流两种不同类型的N2O排放模式。农业河流以面源为主，基线排放更高，k值增至0.09；城市河流由点源主导，热点排放更为显著。机理分析发现，硝酸盐是决定基线排放的主因，氨氮和有机污染则导致热点排放。
图2. 不同类型河流N2O排放模式
河流N2O可持续减排策略
基于不同类型河流N2O排放基线和模式，该课题组探究了全球河流N2O可持续排放策略。结果表明：有效控制氨氮和有机污染，无需控制硝酸盐，即可消除农业和城市河流N2O排放的热点区域。其中，消除全球农业河流11%和城市河流14％热点的减排效果分别为51.6%和63.7%。但是，如果进一步将农业和城市河流的排放基线降低至自然河流的水平，则需控制硝酸盐；如果以更高的成本修复80%以上的样点，其N2O减排量仅为44.4%（农业河流）和33.2%（城市河流）。因此，全球河流N2O可持续减排的首要策略是消除热点地区的有机和氨氮污染，具体的工程管理措施是提高城市污水的收集和深度处理能力，加快农业和农村生态环境综合治理进程。
图3. 全球河流N2O可持续减排策略
小结
该研究通过建立全球河流N2O排放基线，揭示了农业和城市两种不同类型河流N2O排放模式及驱动因子，发现硝酸盐是决定基线排放的主因，有效控制氨氮和有机污染的可消除全球河流一半以上的N2O排放。这一发现对农业和城市河流分类治理工程具有重要价值，有助于制定更有效的河流可持续管理策略。
了解详情，请阅读原文
Sustainable management of riverine N2O emission baselines. National Science Review. doi:10.1093/nsr/nwae458