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摘 要:随着现代科技的不断发展,人们对于地球生态环境的了解程度越来越高,同时对于地球上各元素对生物体的影响也有了更加全面的了解。氮素作为地球上储量比较丰富的元素之一,其对于植物的生长具有着一定的促进作用。本文即是对大气中氮素沉降情况进行的研究,分析大气氮素沉降对于土质、水质、森林、农业等环境的影响,并对我国近几年中生态环境受大气氮素沉降影响的情况进行探讨,了解沉降氮测定方法,以期能为相关工作提供参考。
关键词:大气氮沉降;生态效应;测定方法;研究
自人类进入工业时代以来,就发现了氮元素对于植物生长的促进作用,这使得大量的氮肥得到了广泛的施用,农作物得到了较好的生长。但与此同时,也造成了大量的氮元素以气体形式被释放到大气当中,随着大气沉降效应造成了氮元素的迁移运动,根据研究显示,人类生产的氮元素中有80%左右会被再次通过大气沉降效应返回地面,对地面生态环境造成一定的影响。
一、大气氮沉降的研究现状
(一)国外的研究现状
就目前的情况来看,人类的活动对于大气中氮沉降量的影响较大,根据19世纪末的统计,当时全球大气中的氮含量较低,人类活动所形成的活化氮数量为286Tg(N)·a-1,而这当中以氮沉降形式重新返回地面的氮元素含量仅为32Tg(N)·a-1,仅占总量的11.19%。而到了20世纪末,氮沉降量就已经达到了103Tg(N)·a-1的程度,并且预计在2050年增加到近200Tg(N)·a-1。另外,根据相关学者对于亚洲海洋和陆地氮沉降量的研究可以看出,在21世纪初期亚洲地区海洋和陆地氮沉降量的综合就已经超过了22Tg(N)·a-1,相比19世纪末增长了6倍有余,并且预计到2030年亚洲地区氮沉降量就能够突破35Tg(N)·a-1。目前,全球人为导致的降氮量目前处于上升阶段,同时,现在全球大部分国家都意识到了环保的重要性,因此自然形成的降氮量比例也在逐步回升中。在人类进入工业革命之前,大气氮沉降一般多发于热带地区,其主要是因为该地区的土壤中氮元素含量较高,并且热带地区雷电效应较大,容易引发氮沉降。而如今,大气氮沉降效应开始向北转移,在北半球的温带造成的影响逐渐扩大,并且数量增加了近4倍。
(二)国内的研究现状
自我国改革开放以来,我国的经济取得了重大的发展,国民生活水平也在不断提高,因此,我国国内对于粮食和能源的消耗开始了快速增长,这也就使得我国的氮肥施用率和含氮能源燃烧量不断提升。在上个世纪70年代,我国的氮沉降量仅为2.52Tg(N)·a-1,而在20年后就增长了10倍有余,可见我国氮沉降量增长势头之快。尤其是近几年,我国的大气氮沉降效应对国内生态环境造成了极大的影响,根据调查显示,我国当前由于降水带入地面的氮元素含量就已经达到了23kg/hm2,并且每年由大气氮沉降效应导致氮元素流入农田的量就达到了8kg/hm2。早在上个世纪80年代,我国各大城市降水中氨基的浓度就超过了欧美发达国家数十倍。尤其是北方地区,由于北方地区的土地属于碱性土地,肥力较小,因此使用的氮肥量也要多于南方。根据最新的研究可以看出,在所有的氮沉降中,有85%以上的氨基是以液态形式到达地面,而另外14%左右的氨基则是以干沉降效应到达地面。另外,在我国部分森林覆盖面较高的地区,也有着较大的氮沉降量,其中以安徽、江西、四川等地区为主,其中江西森林覆盖区域每年的氮沉降量可以达到60kg(N)·hm-2·a-1以上。虽然我国目前各地区的氮沉降量有着一定的差异,但是在人为活动较为复杂的地区,例如长江三角洲、珠江三角洲、北京等都出现了氮沉降量急剧增加的情况,其中部分是由于农田种植所引起的,另外一部分则是由于工业生产和汽车尾气造成的。
二、大气氮沉降的检测方法
由于在不同的地区,受到不同的地理因素、人为因素以及气候因素等的影响,大气氮沉降的形式和浓度也不尽相同。但一般情况下,对于大气中湿氮沉降的采集方法主要是将当地的雨水、姜雪以及雾气等水分利用塑料容器进行采集和盛装,再利用网孔直径为0.45μm的玻璃纤维膜进行过滤,这样就可以对其进行检测。需要注意的是,采集用的器皿需要放在高于地面超过1.2m的位置,并且周围没有任何数目或建筑物的阻挡,在容器内还需要预先防止5cm高度的成流水。如果在雨季时,遇到将于需要对容器进行保护,以免雨水对结构造成影响,待雨停后继续搜集。另外,在大气氮沉降中,干沉降占有80%的数量,对于这类氮元素的统计可以利用植物对于氮元素的吸收量进行测量。
三、大气氮沉降对于生态环境的影响
大气氮沉降效应对于生态环境必然会造成一定的影响,首先,其对于土质的影响较大,如果是少量的氮沉降量,则可以提高土壤中的氮元素含量,增加土地肥力,对于农作物和植物的生长有着极大的促进作用。而如果是大量的氮沉降,则会导致土壤的pH值下降,导致土壤酸性增大,对植物造成毒害。同时,氮元素进入水体中后,其对于水体pH值也有着一定的影响,可能会造成水质酸化,对水生动植物造成极大的损害。另外,氮沉降对于森林的损害也比较大,容易引发酸雨效应,毁坏树木和森林生态环境。
结语:
大气氮沉降对于生态环境的影响较大,因此相关研究者应该对其进行深入的研究,并推出相应的环保措施,稳定大气氮沉降量,保证生态平衡。
参考文献
[1]张金良,于志刚,张经.大气的干湿沉降及其对海洋生态系统的影响[J].海洋环境科学,2010,18(01).
[2]沈善敏.氮肥在中国农业发展中的贡献和农业中氮的损失[J].土壤学报(增刊),2012(39).
[3]晏维金,章申,王嘉慧.长江流域氮的生物地球化学循环及其对输送无机氮的影响[J].地理学报,2011,56(05).
[4]谢迎新,张淑利,冯伟,赵旭,郭天财.大气氮素沉降研究进展[J].中国生态农业学报,2010,18(04).
关键词:大气氮沉降;生态效应;测定方法;研究
自人类进入工业时代以来,就发现了氮元素对于植物生长的促进作用,这使得大量的氮肥得到了广泛的施用,农作物得到了较好的生长。但与此同时,也造成了大量的氮元素以气体形式被释放到大气当中,随着大气沉降效应造成了氮元素的迁移运动,根据研究显示,人类生产的氮元素中有80%左右会被再次通过大气沉降效应返回地面,对地面生态环境造成一定的影响。
一、大气氮沉降的研究现状
(一)国外的研究现状
就目前的情况来看,人类的活动对于大气中氮沉降量的影响较大,根据19世纪末的统计,当时全球大气中的氮含量较低,人类活动所形成的活化氮数量为286Tg(N)·a-1,而这当中以氮沉降形式重新返回地面的氮元素含量仅为32Tg(N)·a-1,仅占总量的11.19%。而到了20世纪末,氮沉降量就已经达到了103Tg(N)·a-1的程度,并且预计在2050年增加到近200Tg(N)·a-1。另外,根据相关学者对于亚洲海洋和陆地氮沉降量的研究可以看出,在21世纪初期亚洲地区海洋和陆地氮沉降量的综合就已经超过了22Tg(N)·a-1,相比19世纪末增长了6倍有余,并且预计到2030年亚洲地区氮沉降量就能够突破35Tg(N)·a-1。目前,全球人为导致的降氮量目前处于上升阶段,同时,现在全球大部分国家都意识到了环保的重要性,因此自然形成的降氮量比例也在逐步回升中。在人类进入工业革命之前,大气氮沉降一般多发于热带地区,其主要是因为该地区的土壤中氮元素含量较高,并且热带地区雷电效应较大,容易引发氮沉降。而如今,大气氮沉降效应开始向北转移,在北半球的温带造成的影响逐渐扩大,并且数量增加了近4倍。
(二)国内的研究现状
自我国改革开放以来,我国的经济取得了重大的发展,国民生活水平也在不断提高,因此,我国国内对于粮食和能源的消耗开始了快速增长,这也就使得我国的氮肥施用率和含氮能源燃烧量不断提升。在上个世纪70年代,我国的氮沉降量仅为2.52Tg(N)·a-1,而在20年后就增长了10倍有余,可见我国氮沉降量增长势头之快。尤其是近几年,我国的大气氮沉降效应对国内生态环境造成了极大的影响,根据调查显示,我国当前由于降水带入地面的氮元素含量就已经达到了23kg/hm2,并且每年由大气氮沉降效应导致氮元素流入农田的量就达到了8kg/hm2。早在上个世纪80年代,我国各大城市降水中氨基的浓度就超过了欧美发达国家数十倍。尤其是北方地区,由于北方地区的土地属于碱性土地,肥力较小,因此使用的氮肥量也要多于南方。根据最新的研究可以看出,在所有的氮沉降中,有85%以上的氨基是以液态形式到达地面,而另外14%左右的氨基则是以干沉降效应到达地面。另外,在我国部分森林覆盖面较高的地区,也有着较大的氮沉降量,其中以安徽、江西、四川等地区为主,其中江西森林覆盖区域每年的氮沉降量可以达到60kg(N)·hm-2·a-1以上。虽然我国目前各地区的氮沉降量有着一定的差异,但是在人为活动较为复杂的地区,例如长江三角洲、珠江三角洲、北京等都出现了氮沉降量急剧增加的情况,其中部分是由于农田种植所引起的,另外一部分则是由于工业生产和汽车尾气造成的。
二、大气氮沉降的检测方法
由于在不同的地区,受到不同的地理因素、人为因素以及气候因素等的影响,大气氮沉降的形式和浓度也不尽相同。但一般情况下,对于大气中湿氮沉降的采集方法主要是将当地的雨水、姜雪以及雾气等水分利用塑料容器进行采集和盛装,再利用网孔直径为0.45μm的玻璃纤维膜进行过滤,这样就可以对其进行检测。需要注意的是,采集用的器皿需要放在高于地面超过1.2m的位置,并且周围没有任何数目或建筑物的阻挡,在容器内还需要预先防止5cm高度的成流水。如果在雨季时,遇到将于需要对容器进行保护,以免雨水对结构造成影响,待雨停后继续搜集。另外,在大气氮沉降中,干沉降占有80%的数量,对于这类氮元素的统计可以利用植物对于氮元素的吸收量进行测量。
三、大气氮沉降对于生态环境的影响
大气氮沉降效应对于生态环境必然会造成一定的影响,首先,其对于土质的影响较大,如果是少量的氮沉降量,则可以提高土壤中的氮元素含量,增加土地肥力,对于农作物和植物的生长有着极大的促进作用。而如果是大量的氮沉降,则会导致土壤的pH值下降,导致土壤酸性增大,对植物造成毒害。同时,氮元素进入水体中后,其对于水体pH值也有着一定的影响,可能会造成水质酸化,对水生动植物造成极大的损害。另外,氮沉降对于森林的损害也比较大,容易引发酸雨效应,毁坏树木和森林生态环境。
结语:
大气氮沉降对于生态环境的影响较大,因此相关研究者应该对其进行深入的研究,并推出相应的环保措施,稳定大气氮沉降量,保证生态平衡。
参考文献
[1]张金良,于志刚,张经.大气的干湿沉降及其对海洋生态系统的影响[J].海洋环境科学,2010,18(01).
[2]沈善敏.氮肥在中国农业发展中的贡献和农业中氮的损失[J].土壤学报(增刊),2012(39).
[3]晏维金,章申,王嘉慧.长江流域氮的生物地球化学循环及其对输送无机氮的影响[J].地理学报,2011,56(05).
[4]谢迎新,张淑利,冯伟,赵旭,郭天财.大气氮素沉降研究进展[J].中国生态农业学报,2010,18(04).