模拟研究中国自然土壤源NO排放及其与气候变化的关系
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41775161
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0502.气候与气候系统
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:耿晓东; 郭莹; 崔光帅; 顾坚斌; 王雅鹏;
- 关键词:
项目摘要
Nitrogen oxides(NOx) play a critical role in regulating production and depletion of troposphere Ozone. Soil source NOx are mainly produced by microbial processes of nitrification and denitrification as Nitric oxide(NO). In the atmosphere, NO reacts rapidly with other atmospheric compounds, establishing an equilibrium between NO and nitric dioxide (NO2). Satellite observations can detect tropospheric vertical NO2 column densities, when combined with a global chemistry model and an inversion approach, the inventory of fuel combustion and soil sources can be derived. However it is still hard to indentify the soils sources under natural vegetation(SNOx) from agricultural sources. Currently, estimating the SNOx still relies on the emissions factor methods. Antropogenic fuel combustion and agricultural sources are the main sources for atmospheric NOx at human concentrated area, but especially in remote continental regions of the mid- and low-latitudes, SNOx is the dominant source of NOx. To understand the contributions of SNOx to the regional total sources of NOx in China:(1) we aim to develop a global SNOx database from the peer-reviewed literature. And this database will be used to calibrate the process-based dynamic nitrogen cycle model (DyN-LPJ); (2) the nine regions that were poorly influenced by human activities have been selected to compare the monthly and annual dynamics of the model simulation with satellite ovserved tropospheric vertical NO2 column densities. The key dominant climate factors for monthly and annual SNOx will be analyzed; (3) the SNOx from natural terrestrial ecosystems (forest, grassland, scrublands and deserts) in China and their their responses to climate change will be estimated. This research would be helpful to correctly quantify the contribution of SNOx to total atmospheric NOx sources in China regions.
氮氧化物(NOx)是影响对流层臭氧产生与消耗的重要活性成分。土壤源NOx主要通过微生物硝化反硝化过程以一氧化氮(NO)的形式排放到大气,后反应生成二氧化氮(NO2)。卫星可探测大气中NO2浓度,结合大气化学模式可反演工业源和总土壤源。但在区分自然土壤源(SNOx)与农业土壤源方面,主要依赖于排放因子法,仍存在很大的不确定性。特别是在远离人类活动的非农业生态系统,SNOx仍然是大气NOx 的主要源。如何有效的估算SNOx在总排放源中的贡献?本项目拟:1)建立全球自然生态系统SNOx数据库,校正与改进动态氮循环机理模式;2)在全球范围内选定9个受人类活动影响弱的地区,将机理模式模拟和卫星遥感监测NO2柱浓度相结合,分析SNOx的季节和年际动态及其与气候因子的作用机制;3)应用模式计算我国SNOx的空间分布格局及其对气候变化的响应。为客观评价SNOx对中国地区大气NOx总源的贡献提供科学依据。
结项摘要
氮氧化物(NOx)是影响对流层臭氧产生与消耗的重要成分。土壤源NOx主要通过微生物硝化反硝化过程以一氧化氮(NO)的形式排放到大气,后反应生成二氧化氮(NO2)。卫星可探测大气中NO2浓度,结合大气化学模式可反演工业源和总土壤源。但在区分自然土壤源(SNOx)与农业土壤源方面,主要依赖于排放因子法,仍存在很大的不确定性。本项目建立了全球自然生态系统SNOx排放数据库,应用该数据库检验并校正了陆地生态系统氮素循环、氮温室气体排放机理模式,DyN-LPJ。在全球范围内选定9个受人类活动影响弱的地区,将机理模式模拟和卫星遥感监测NO2柱浓度相结合,分析了SNOx排放的季节和年际动态及其和气候因子的作用机制;发现温度变化是控制森林和草地SNOx排放季节动态的关键要素。进而应用模式计算了我国SNOx的空间分布格局及其对气候变化的响应。中国2000年代的SNOx排放速率为:0.58±0.24 TgN/yr,其中森林为0.10±0.04 TgN/yr、灌丛0.15±0.05 TgN/yr、草地0.17±0.10 TgN/yr,农业本底排放源为0.14±0.04 TgN/yr。模式敏感性分析表明年际尺度上气温和大气CO2浓度升高促进SNOx释放。本项目对于客观评价在未来全球气候变化条件下SNOx对中国地区大气NOx总源的贡献具有重要意义。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The symbiotic nitrogen fixation by legumes in a legume-companion and a legume-dominant alpine steppe on the central Tibetan Plateau.
青藏高原中部豆科植物伴生植物和豆科植物为主的高山草原中豆科植物的共生固氮作用。
- DOI:10.1111/1440-1703.12221
- 发表时间:2021
- 期刊:Ecological Research
- 影响因子:2
- 作者:Xu-Ri;Dai Dongxue;Xu Xingliang
- 通讯作者:Xu Xingliang
增水对青藏高原高寒草甸生态系统表层土壤碳氮的影响
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:林业资源管理
- 影响因子:--
- 作者:李凤滋;旭日
- 通讯作者:旭日
Multilevel Nitrogen Additions Alter Chemical Composition and Turnover of the Labile Fraction Soil Organic Matter via Effects on Vegetation and Microorganisms
多级氮添加通过对植被和微生物的影响改变不稳定部分土壤有机质的化学组成和周转
- DOI:10.1029/2019jg005316
- 发表时间:2020-04-01
- 期刊:JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-BIOGEOSCIENCES
- 影响因子:3.7
- 作者:Chen, Qiuyu;Niu, Bin;Zhang, Gengxin
- 通讯作者:Zhang, Gengxin
Nitrogen addition alters C-N cycling in alpine rangelands: Evidence from a 4-year in situ field experiment
添加氮会改变高山牧场的碳氮循环:来自 4 年原位田间实验的证据
- DOI:10.1016/j.catena.2021.105366
- 发表时间:2021-04-20
- 期刊:CATENA
- 影响因子:6.2
- 作者:Liu, Yongwen;Wei, Da;Xu-Ri
- 通讯作者:Xu-Ri
Grazing exclusion enhanced net ecosystem carbon uptake but decreased plant nutrient content in an alpine steppe
高寒草原的放牧排斥增加了生态系统的净碳吸收,但降低了植物养分含量
- DOI:10.1016/j.catena.2020.104799
- 发表时间:2020-12-01
- 期刊:CATENA
- 影响因子:6.2
- 作者:Liu, Yongwen;Tenzintarchen;Xu-Ri
- 通讯作者:Xu-Ri
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