氮沉降是陆地生态系统中营养的重要来源，在保持土壤肥力、促进植物生长和调节生物多样性方面发挥着关键作用。然而，自工业革命以来，化石燃料燃烧、氮肥生产和使用及交通运输业的迅猛发展等人类活动造成了活性氮排放激增，导致氮沉降增加和生态系统的退化。自2010年以来，中国政府制定了一系列的政策措施和法律法规来削减大气氮沉降前体物的排放，但大气氮沉降是否相应地减少仍需长期监测。

基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所稳定同位素生态学团队依托中国科学院清原森林生态系统观测研究站（以下简称清原站）在2014~2022年间对清原森林氮沉降进行了完整且高频的监测研究，并将我们取得的结果与东亚酸沉降监测网络（EANET）中8个中国监测站点，5个国外相近纬度的背景监测站点进行对比。研究结果表明，2014~2022年清原站铵态氮、硝态氮和总无机氮的沉降量分别为10.5±3.5（平均值±SD）、6.1±1.6和16.6±4.7 kg N ha^-1 year^-1。在研究期间内，清原森林总无机氮沉降量减少了55%，而与清原站纬度相似的东亚站点氮沉降量减少了14~34%。其中，铵态氮沉降量减少了60%，主要来源于农业源NH₃排放量的减少。此外，农业土壤和化石燃料燃烧产生的氮氧化物排放量减少导致硝态氮沉降量减少了42%。总体而言，中国东北地区氮沉降量的急剧下降归因于煤炭消耗量的减少、汽车尾气排放控制的改善以及农业生产方式的转变。我们的研究间接证实了中国政府采取的相关政策法规在减少大气活性氮浓度和氮沉降方面的成效。因此本研究为其他同样面临高氮沉降的发展中国家和中国其他地区提供了重要的参考。

该研究成果以“Evidence and causes of recent decreases in nitrogen deposition in temperate forests in Northeast China”为题于2024年4月19日在线发表于Science of The Total Environment。沈阳应用生态研究所博士研究生王莹莹为第一作者，方运霆研究员和朱飞飞副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委（31770498/32101291）、中国科学院百人计划（2019000186）和沈阳市自然科学基金（22-315-6-18）等项目的支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724026184#f0030

图1. 清原站位置和东亚的其他监测站点对比。其他站点及数据来自东亚酸沉降监测网络（EANET：http://www.eanet.asia）

图2. 2014~2022年清原站降水中铵态氮（NH₄⁺-N，a），硝态氮（NO₃^–-N，b）和无机氮（TIN-N，c）的年沉降量（红线）与2014~2021年中国其他地区8个代表性站点（绿线）和国外5个背景站点（蓝线）的年沉降量比较。图（a-c）中的每条线表示用Levenberg-Marquardt方法拟合的曲线，以显示变量的年际趋势，并用相应的颜色表示。实线表示氮沉降量呈明显下降趋势（p < 0.05），虚线表示变化趋势不明显（p > 0.05）。数值以平均值和标准误差表示

图3. 清原站所在区域（中国辽宁省）1999~2021年氮肥施用量（a）、煤炭消耗量（b）、汽车保有量（c）和氮氧化物排放量（d）的变化趋势（数据来源于中国辽宁统计年鉴：http://www.stats.gov.cn/sj/ndsj/），以及它们与清原站2014 ~2022年NH₄⁺-N和NO₃^–-N年沉降量的相关性（e-h）。实线表示相关性显著（p < 0.05），虚线表示相关性不显著（p > 0.05）（详情见论文）