清华大学喻朝庆团队为中国氮排放算了一笔账，结果堪忧

人类活动已彻底改变了氮循环。中国消耗了世界上近三分之一的氮肥。肥料的过量施用和来自牲畜，家庭和工业来源的氮排放增加，导致普遍存在的水污染。在环境中量化氮“边界”对于有效管理当地水质非常重要。

2019年3月28日，清华大学地球系统科学研究中心喻朝庆团队在Nature在线发表题为”Managing nitrogen to restore water quality in China“的研究论文，该研究结合使用水质观测和来自农业和其他来源的模拟氮排放，来估算从1955年到2014年中国各地水体中氮的排放空间模式。

该研究发现，到20世纪80年代中期，大多数省份都超过了临界地表水质标准（每升1.0毫克氮），目前人为氮排放量（每年14.5±3.1百万吨氮）对新鲜水约为估计的“安全”氮排放阈值（每年5.2±0.7百万吨氮）的2.7倍。目前通过废水处理减少污染和改善农田氮管理的努力可以部分地解决这种情况。 

2014年，生活污水处理有助于减少0.7±0.1百万吨的净排放量，但需要高昂的货币和能源成本；改进的农田氮管理每年可以去除另外2.3±0.3百万吨的氮。成功恢复中国的清洁水环境还需要进行转型变革，将国家养分循环利用率从目前的平均36％提高到87％左右。该研究对于氮排放的管理工作，具有深远意义。

地球的生物地球化学循环受到人类活动的强烈影响。例如，进入全球环境的活性氮含量从1860年的约1500万吨（Mt）增加到2010年的1.85亿吨，而氮肥的农业用量从1961年的1200万吨增加到2014年的1.1亿吨。氮是作物产量和粮食生产的关键营养素，人类向陆地和淡水生态系统输入活性氮导致水污染（例如硝酸盐，铵）和空气污染（氨，氮氧化物），以及全球变暖和平流层臭氧消耗（一氧化二氮）。

1955年至2014年中国氮循环变化及其对粮食生产的贡献

在过去四十年中，中国的粮食产量显著增加。国内粮食产量从1950年的1.32亿吨增加到2014年的6.07亿吨，没有扩大总种植面积。这是通过大幅增加合成肥料的使用，以及日益有效的农业技术，实践以及扩大灌溉基础设施来实现的。中国现在占世界氮肥消费量的约32％。

氮气排放到水环境的阈值以及INM在减少氮污染方面的潜在贡献

该研究结合使用水质观测和来自农业和其他来源的模拟氮排放，来估算从1955年到2014年中国各地水体中氮的排放空间模式。该研究发现，到20世纪80年代中期，大多数省份都超过了临界地表水质标准（每升1.0毫克氮），目前人为氮排放量（每年14.5±3.1百万吨氮）对新鲜水约为估计的“安全”氮排放阈值（每年5.2±0.7百万吨氮）的2.7倍。

重建1955年至2014年的氮排放以及相对于总氮的表面水质的相关演变

目前通过废水处理减少污染和改善农田氮管理的努力可以部分地解决这种情况。 2014年，生活污水处理有助于减少0.7±0.1百万吨的净排放量，但需要高昂的货币和能源成本。改进的农田氮管理每年可以去除另外2.3±0.3百万吨的氮。成功恢复中国的清洁水环境还需要进行转型变革，将国家养分循环利用率从目前的平均36％提高到87％左右。该研究对于氮排放的管理工作，具有深远意义，

参考信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1001-1