《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Turning point of direct N2O emissions in China’s croplands dominated by reduced fertilizer usage since 2015
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为探究中国农业政策对农田直接氧化亚氮（N2O）排放的影响，研究人员基于综合 N2O 排放因子数据集和随机森林算法展开研究。结果显示，1980 - 2015 年 N2O 排放上升，2015 年后下降，肯定了减施化肥政策的环境效益，为全球减排提供参考。
氧化亚氮（N
2O）是一种强效的温室气体，也是破坏平流层臭氧的物质，其 100 年尺度的全球变暖潜能是二氧化碳（CO
2）的 273 倍。自工业革命以来，大气中 N
2O 的浓度从 1750 年的 270.1 ppb 上升到 2022 年的 335.8 ppb，导致辐射强迫增加。农业是 N
2O 最大的人为排放源，主要源于合成氮肥的广泛使用。美国和欧洲通过提高施肥效率和调整作物种植结构，使农业 N
2O 排放趋于稳定或下降。然而，在巴西、中国和印度等以农业为主的新兴经济体中，N
2O 排放持续上升，针对施肥优化或作物种植结构调整的农业政策效果尚不明晰。
中国以全球 10% 的耕地养活了世界 18% 的人口，过去十年合成氮肥年均消费量超 21 Tg yr?1，施肥率是全球平均水平的三倍，是农业 N2O 的最大排放源。中国实施了一系列农业政策，但很少有研究定量评估优化作物种植结构和降低氮肥施用强度对 N2O 排放影响的差异。而且现有研究在估算中国农田 N2O 排放时存在诸多不确定性，如研究作物类型有限、忽视粪肥施用影响、排放因子（EF，本研究定义为施用的氮直接以 N2O - N 形式排放的百分比）建模过于简化等。
为填补这些空白，研究人员采用数据驱动的方法，结合随机森林（RF）算法，基于新编制的包含 10 种作物 1705 条记录的数据集，对作物特定的 N2O - EF 和 N2O 排放进行建模。研究估算出 1980 - 2022 年中国农田 N2O 排放长期平均值为 174.7 Gg N2O - N yr?1，其中主粮作物（水稻、玉米和小麦）贡献了 46%，三种经济作物（蔬菜、水果和茶叶）贡献了 44% 。1980 - 2015 年 N2O 排放显著增加，2015 年达到峰值 259.9 Gg N2O - N yr?1，之后下降，到 2022 年降至 215.3 Gg N2O - N yr?1 。全国范围内 N2O 排放趋势存在差异，超过四分之三的农田排放转折点出现在 2015 年。氮肥施用是这种时间变化轨迹的根本驱动因素，尤其是 2015 年后的下降趋势。该研究证实了 2015 年以来减少化肥使用、提高利用效率行动带来的巨大环境效益，也为估算和减少全球农田 N2O 排放提供了有价值的见解。
