第九届青年地学论坛

大气中的氮循环对陆地生态系统有着重要的影响，但目前的研究对其化学机制并未完全了解，其对未来排放控制策略的响应也较不明确。我们以长三角为例，探讨了2015年1月（冬季）和7月（夏季）大气中的区域氮循环（排放、浓度和沉积）及其来源解析，并利用CMAQ模型预测了2030年排放控制下的氮循环变化。研究结果表明，氮浓度的主要物种为NO、NO₂和NH₃气体，氮沉降的主要物种为HNO₃、NH₃、NO₃^-和NH₄⁺。由于NO_x排放量高于NH₃排放量，氧化态氮是氮浓度和沉降的主要成分，在一月其占比更加显著。氮浓度与沉降呈反相关关系，1月浓度高，7月浓度低，而沉降则相反。我们使用CMAQ模型中的集成源解析方法（ISAM）进一步分析了氮浓度和沉降的区域贡献，研究结果表明，本地排放为主要贡献，其中浓度的本地排放贡献高于沉降，还原态氮的本地排放贡献高于氧化态氮，7月本地排放贡献高于1月。外来排放中，华北地区的贡献最为显著，尤其是在1月。此外，我们还探讨了2030年碳峰值背景下氮 浓度和沉降对减排的响应。相比于2015年，NO_x减排约50%，氧化态氮浓度和沉降对NO_x排放量减少的响应一般在100%左右；NH₃减排约22%，还原态氮浓度对NH₃排放量减少的响应高于100%，还原态氮沉降对NH₃排放量减少的相对响应显著低于100%。因此，还原态氮将成为氮沉降的主要成分。还原态氮湿沉降的减少量小于硫湿沉降和氧化态氮湿沉降，这将提高降水的pH值，有助于缓解酸雨问题，这种现象在7月更为明显。

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