工業(yè)革命以來，化石燃料和化肥施用等人類活動向大氣釋放的氮氧化物（NOx）大量增加。NOx促進大氣中顆粒物和臭氧的生成，進而危害人類身體健康。此外，NOx排放使得大氣氮沉降量隨之上升，過量的氮輸入對陸地生態(tài)系統(tǒng)會產(chǎn)生不利的影響，如生物多樣性下降、水體富營養(yǎng)化和土壤酸化。為遏制大氣污染，我國2013年開始實施“清潔空氣行動計劃”，削減SO2、NOx等工業(yè)源排放以提升我國空氣質(zhì)量。但是，“清潔空氣行動計劃”是否顯著降低大氣硝酸鹽沉降及其人為源貢獻有待進一步評估。近年來穩(wěn)定同位素測定技術(shù)的迅速發(fā)展促進了氮同位素自然豐度技術(shù)在解析大氣NOx源貢獻的應(yīng)用。過去諸多相關(guān)研究主要集中在大氣污染嚴重的城市區(qū)域，而偏遠地區(qū)大氣硝酸鹽沉降更能反映區(qū)域尺度氮氧化物排放，有利于了解區(qū)域大氣硝酸鹽沉降及其源貢獻的時間動態(tài)。
基于此，中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所穩(wěn)定同位素生態(tài)學團隊在中國科學院清原森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站采集了2014-2017年間降水樣品并測定了氮沉降量及硝態(tài)氮15N自然豐度。發(fā)現(xiàn)研究期間清原站大氣硝態(tài)氮年均沉降量為7.0 kg N ha-1 yr-1, 占無機氮沉降量的1/3。2015年至2017年雖然遼寧省NOx排放量從0.83百萬噸下降到0.61百萬噸, 降幅為26%，但同期清原站大氣硝酸鹽沉降僅下降6%（圖1）。不同年份之間大氣硝態(tài)氮的15N自然豐度相差也不大（圖1），其源解析結(jié)果表明清原站大氣硝態(tài)氮的來源仍以人為源為主導（57%），人為源貢獻也并未隨時間出現(xiàn)下降的趨勢，其原因機制還有待于進一步研究。該研究結(jié)果對于區(qū)域氮污染治理有一定的參考意義。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委員會的支持。研究成果“Multiyear measurements on 15N natural abundance of precipitation nitrate at a rural forested site”于2021年3月20日正式發(fā)表于Atmospheric Environment。沈陽生態(tài)所博士畢業(yè)生黃韶楠為第一作者，沈陽生態(tài)所方運霆研究員和河南大學傅聲雷教授為共同通訊作者。
