mini综述 | 关键因子和过程对河流氧化亚氮排放的影响
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文献分享
2022.10.18
关键因子和过程对河流氧化亚氮排放的影响
文献分述
（1）大尺度研究
1.利用文献meta分析数据，分区域拟合多元回归方程，通过DIN负荷和流域面积估算全球河流氧化亚氮排放量。
Hu, Chen, D., & Dahlgren, R. A. (2016). Modeling nitrous oxide emission from rivers: a global assessment. Global Change Biology, 22(11), 3566–3582. https://doi.org/10.1111/gcb.13351
2.关于间接排放因子估算的综述。
Tian L. L., Cai Y. J., & Akiyama H. (2019). A review of indirect N 2 O emission factors from agricultural nitrogen leaching and runoff to update of the default IPCC values. Environmental Pollution, 245, 300-306. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.11.016
3.基于水文状态和河流生物地球化学模型耦合的研究估计，四级以下的河流贡献全球河流N 2 O排放量的85%，强调了小河流的较大贡献。
Yao Y. Z., Tian H. Q., Shi H., Pan S. F., Xu R. T., Pan N. Q., et al. (2020). Increased global nitrous oxide emissions from streams and rivers in the Anthropocene. Nature Climate Change, 10(2), 138-142. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0665-8
4.本研究利用中国境内观测数据和全球mata分析数据，发现DOC/NO 3 - 和NO 3 - 浓度是河流网络氧化亚氮排放因子空间变异性的主要驱动因素，利用构建的多元线性回归模型可在较大尺度范围预测具体区域的排放因子。
Wang, Wang, G., Zhang, S., Xin, Y., Jiang, C., Liu, S., He, X., McDowell, W. H., & Xia, X. (2022). Indirect nitrous oxide emission factors of fluvial networks can be predicted by dissolved organic carbon and nitrate from local to global scales. Global Change Biology. https://doi.org/10.1111/gcb.16458
（2）中小尺度研究
1.水文地质对于区域尺度河流间接氧化亚氮排放因子的控制。
Cooper R. J., Wexler S. K., Adams C. A., & Hiscock K. M. (2017). Hydrogeologic controls on regional-scale indirect nitrous oxide emission factors for rivers. Environmental Science & Technology, 51(18), 10440-10448. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b02135
2.在流域尺度上，土地利用是控制河流氧化亚氮产生和排放的主要因素。
Mwanake R., Gettel G., Aho K., Namwaya D., Masese F., Butterbach‐Bahl K., et al.
(2019). Land use, not stream order, controls N2O concentration and flux in the upper Mara River basin, Kenya. Journal of Geophysical Research:
Biogeosciences, 124(11), 3491-3506. https://doi.org/10.1029/2019JG005063
3.利用典型河流网络的长期监测数据，建立质量平衡模型描述流域系统中河流氧化亚氮的源汇过程和估算排放量，优势是考虑了多种途径的氮输入、输出。
Hu, Li, B., Wu, K., Zhang, Y., Wu, H., Zhou, J., & Chen, D. (2021). Modeling Riverine N2O Sources, Fates, and Emission Factors in a Typical River Network of Eastern China. Environmental Science & Technology, 55(19), 13356–13365. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c01301
4.利用监测数据，发现农村和城市交接地区影响排放因子的主要因子需要考虑DOC。
Yan X., Han H., Qiu J., Zhang L., Xia Y., & Yan X. (2022). Suburban agriculture increased N levels but decreased indirect N 2 O emissions in an agricultural urban gradient river. Water Research, 118639. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118639
5.通过流域模型和本地化经验模型耦合方式，一定程度上揭示气候因素（温度、降雨）对于流域中水体氧化亚氮排放的长期变化趋势的影响。
Huang, Jing et al. “Climate Factors Affect N 2 O Emissions by Influencing the Migration and Transformation of Nonpoint Source Nitrogen in an Agricultural Watershed.” Water research (Oxford) 223 (2022): 119028–119028.
文献总结
排放清单核算中，IPCC利用排放因子法对于较大尺度河流间接氧化亚氮排放进行估算，传统做法基于氮肥施用后从农田土壤中流失量的比例，或直接利用水体中溶解氧化亚氮和溶解无机氮的比值。氧化亚氮排放因子的时空变异性较大，特定区域的不同特点（水文、地貌、气象、人类活动影响等）导致排放因子估算不确定性较大，较多研究围绕如何修正排放因子展开，使其可以更好地反映气候、土壤类型、地质、水化学、河流形态和土地管理的区域变异性。
个人思考
对于大尺度范围河流氧化亚氮排放相关研究，较多研究通过meta分析整合关键影响因子、拟合方程，提升模拟效果。对于中小尺度研究，一般通过观测现象-机理解析-模拟分析方式，将研究区的代表性影响因素考虑在内，目前对于氧化亚氮排放的时间变异性（日，季节，降雨事件）的研究还够深入，从氮循环角度考虑流域输移、大气沉降作用、人类活动等影响有待进一步研究。
分享人介绍
张子奇，2020级博士生
研究方向：流域综合管理与生态水利
邮箱：202031180014@mail.bnu.edu.cn
张子奇 | 供稿
张宇涵 | 编辑
陈磊 | 审核
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流域面源污染控制与水环境修复
陈磊
团队负责人
本公众号由北京师范大学面源污染团队运营，重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识，特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部；荣获2020年全国百强学术公众号。
团队负责人陈磊，教授，博士生导师，第五批中组部“万人计划”青年拔尖人才获得者，流域非点源污染过程学科团队负责人（2017-2020）。中国水利学会、中国环境科学学会水环境分会、国际水学会（IWA）、中国地理学会理事。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市机理及设计、流域综合管理等领域研究，在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。发表学术论文130余篇，其中在Water Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology等权威期刊发表第一/通讯作者SCI检索论文64篇，出版学术专著3部，授权软著/专利10项，获省部级奖励3项。担任Journal of Hydrology等多个国际期刊副主编/客座主编，组织首届大江大河生态保护与修复研讨会、SWAT2016等重要会议，为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务，取得了一定的国际影响力。
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