（本站讯 作者 徐鹏）氮氧化物（NOx）是大气中重要的污染物之一，在臭氧和细颗粒物（PM2.5）的形成中扮演关键角色，对生态系统和人体健康有害。尽管东南亚地区通过政策调控限制了燃烧源的NOx排放，但随着农业生产的快速发展，农田施肥导致的NOx排放问题日益突出。东南亚地区是全球重要的农业生产区，过去40年间，该地区的农作物产量显著提升，但氮肥利用效率低于50%，导致大量氮肥通过土壤排放进入大气，成为NOx的重要来源。然而，目前关于东南亚农田NOx排放的量化研究仍存在较大的不确定性，尤其是缺乏作物特定和高时空分辨率的排放数据。
近日，天津大学地球系统科学学院徐鹏研究员课题组通过结合Williams经验公式和Yienger-Levy方案，并基于长期作物特定的氮肥施用数据集，生成了1980-2019年间东南亚地区农田NOx排放的高分辨率（约10公里）数据集，并揭示了排放的时空变化规律以及其与东南亚社会经济发展的关系。研究结果表明，（1）东南亚地区农田NOx排放从1980年的12.9 Gg N增长至2019年的53.3 Gg N （图1），增长了约四倍，平均年增长率为3.8%。其中，水稻、玉米和其他作物的排放量呈现显著上升趋势，而小麦的排放量则保持平稳。（2）人口增长、经济发展和城市化是推动NOx排放增加的主要驱动因素；NOx排放与人均GDP呈对数增长关系，而城市化率与人均NOx排放量之间则呈现倒U型关系（图2）。
该研究编制了东南亚农田NOx排放的高分辨率时空分布数据，为识别排放热点和制定减排策略提供了技术支持。研究指出，东南亚地区农田NOx排放不容忽视，减排潜力巨大，但同时也面临诸多挑战。通过优化氮肥管理（如“4R”养分管理策略），可以在不降低作物产量的前提下减少NOx排放。研究结果不仅为东南亚地区的空气污染控制和农业可持续发展提供了科学依据，也为全球应对气候变化和改善空气质量提供了重要参考。
2025年2月13日，相关研究成果以论文“Improved Crop-specific NOx Emissions from Croplands in Southeast Asia over 1980-2019”发表在Environmental Science & Technology（ES&T）。天津大学地球系统科学学院访问学生（香港科技大学博士生）李庚博士为该论文第一作者，徐鹏研究员为通讯作者兼共同第一作者。其他合作者包括英国曼彻斯特大学郑中华助理教授以及香港科技大学冯志雄教授。该成果得到了国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目资助。
图1.东南亚农田施肥NOx排放
图2. 社会经济活动与农田施肥NOx排放的关系
论文信息：
Geng Li#, Peng Xu#*, Zhonghua Zheng, Jimmy C.H. Fung. (2025) Improved Crop-specific NOx Emissions from Croplands in Southeast Asia over 1980-2019. Environmental Science & Technology,https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c09334
徐鹏研究员课题组与农业活性氮排放相关的研究
Xu Penget al., 2024.Fertilizer management for global ammonia emission reduction.Nature, 626(8000): 792-798.https://www.nature.com/articles/s41586-024-07020-z
Xu Penget al., 2022.Policy-enabled stabilization of nitrous oxide emissions from livestock production in China over 1978-2017.Nature Food, 3: 356-366.https://www.nature.com/articles/s43016-022-00513-y
Xu Penget al., 2022.Role of organic and conservation agriculture in ammonia emissions and crop productivity in China.Environmental Science & Technology, 56(5): 2977-2989.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c07518
Xu Penget al., 2020.Spatial variation of reactive nitrogen emissions from China’s croplands codetermined by regional urbanization and its feedback to global climate change.Geophysical Research Letters, 47(12): 1-12.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL086551
（编辑 焦德芳 罗城宇）
