城市人为成因的气态活性氮排放影响空气质量,导致周边的陆地生态系统大气氮输入量持续增加。然而,陆地生态系统大气活性氮特别是溶解态无机氮(DIN)和溶解态有机氮(DON)的同步观测仍然较为缺乏,影响氮沉降生态效应的全面、准确评估。本研究观测了北京东灵山森林生态系统定位研究站2019年6月至2020年1月每周的混合沉降中铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和总溶解态氮(TDN)浓度,计算了DON浓度和各形态氮的沉降通量,分析了它们的月际和干湿季差异及其变化机制。结果表明:该站点大气沉降中NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DON和TDN体积加权平均浓度分别为1.45±0.04、0.70±0.01、1.81±0.66和3.96±0.65 mg N·L^(-1),TDN年沉降通量为25.00 kg N·hm^(-2)·a^(-1),NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DON年沉降通量和占TDN的比例分别为8.76(35%)、4.38(18%)、11.86(47%),表明该森林站点的大气氮污染程度较高。大气沉降中DIN/DON和NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N平均值分别为1.1和2.0,表明DON是该森林大气氮输入的重要形态,NH_(4)^(+)-N在DIN输入中占主导。NO_(3)^(-)-N浓度和占比随降水增加而减少,表明NO_(3)^(-)-N的湿清除效率较高,出现稀释效应,而NH_(4)^(+)-N和DON浓度和占比与降水量无显著相关性。各形态氮混合沉降量均随降水量增加而增加,故各形态氮在湿季(6—8月)的平均浓度和沉降通量总体均高于干季(9—1月),表明未来降水增多会使得森林地表的大气氮输入量增加,对于促进森林植物生长有重要意义。本研究全面报道了京津冀地区典型森林大气NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DON和TDN混合沉降通量,明确了其形态结构和干湿季差异,揭示了高氮沉降地区降水量对大气氮混合沉降通量的影响,研究结果丰富了我国典型高人为氮排放地区的森林大气氮输入数据,为评估人为氮污染的生态环境效应提供信息。
近年来工农业发展导致东南亚城市大气污染日趋严重,然而其大气沉降离子组成观测仍稀少,导致关键污染组分的通量特征和来源并不十分清楚。本研究于2019年5月至2020年4月观测新加坡和胡志明城区降水离子(SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)、F^(-)、Cl^(-)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+))浓度,基于正矩阵分解模型(PMF)进行来源分析,并重点讨论了占比较高的SO_(4)^(2-)的沉降通量及其变化特征。结果表明,偏北的胡志明市降水年均pH为6.9±0.5,但新加坡降水年均pH为4.5±0.4,呈重酸雨特征,其降水SO_(4)^(2-)在总离子中的占比(34%)和沉降通量(28.8 kg S/(ha·a))也显著高于胡志明市(分别为15%和19.3 kg S/(ha·a)),二者硫沉降也高于东南亚和中国大部分地区当前的沉降水平。PMF模型解析结果表明,农业源对新加坡和胡志明市降水NH4+的贡献分别为62%和47%,生物质燃烧源对降水K^(+)的贡献均达到73%,海洋源对新加坡和胡志明市降水Na+的贡献分别达到50%和92%,对降水Cl^(-)的贡献分别达到54%和45%。本研究提供了疫情前夕研究城市降水化学的重要数据,为评估后期疫情人为活动变化对空气污染的影响提供了参考依据,同时丰富了东南亚地区的降水化学组成和来源认识,为该地区城市空气质量管理及其生态环境效应评估提供了关键科学证据。
