大气有机氮沉降：研究现状与展望

大气有机氮沉降是全球氮素生物地球化学循环的重要组成部分，涉及干沉降和湿沉降两种形式。由于研究方法的限制，过去国际上对大气氮素沉降的研究主要集中在无机氮沉降，对有机氮沉降的研究不足，从而低估了大气氮沉降总量。有机氮沉降主要包括有机硝酸盐、还原态有机氮和生物有机氮。其中，有机硝酸盐主要通过大气中的光化学反应形成，包括自然排放源和人为排放源排放的碳氢化合物与氧化态无机氮（NOx）的反应产物。过氧硝酸乙酰酯（PAN）是一种重要的远距离传输的有机硝酸盐，其沉降速率受多种因素影响，尤其对低温敏感，导致在北纬地区和冬季时更容易在大气中存活并长距离运移。尽管目前对有机硝酸盐以外的其他有机氮化合物了解不多，但它们对总氧化态有机氮沉降的贡献不容忽视。此外，大气和雨水中还存在多种还原态有机氮化合物，例如尿素、氨基酸和甲基化胺等，它们的存在形式、挥发机理以及全球运移途径尚不明确。有机氮的来源包括生物质燃烧、工业活动、农业和畜牧业生产、废弃物处理、土壤灰尘和动物自然植被等向大气中挥发的有机氮。 大气有机氮沉降的研究对于理解全球氮素生物地球化学循环具有重要意义，同时也对评估陆地和水生生态系统的生产力及稳定性具有潜在影响。当前，大气有机氮沉降的研究主要集中在湿沉降中的有机氮，但干沉降中的有机氮同样重要，未来需要加强研究。 文章提到的未来研究方向应加强的主要方面包括： 1. 深入研究有机氮的来源、形态以及沉降机制，特别是对大气中复杂有机氮化合物的识别和定量分析，有助于更准确评估大气氮素沉降总量。 2. 加强对不同类型有机氮沉降贡献的评估，例如通过长期监测和实验研究，了解不同季节和气候条件下有机氮沉降的动态变化，以便对生态系统的影响做出更合理的预测。 3. 探索有机氮沉降的生态效应，包括其对土壤肥力、陆地及水生生态系统生产力和稳定性的影响，以及其可能引起的生态问题，比如富营养化和酸雨问题。 4. 强化有机氮沉降对农业生产的影响研究，因农业生产活动对大气氮素排放和沉降具有重要影响，了解有机氮沉降对作物生长的影响有助于制定更有效的农业管理措施。 5. 加强大气有机氮沉降的模拟研究，应用现有的大气化学模型（如TM3模型）来模拟不同排放情景下的有机氮沉降模式，评估人类活动对氮素循环的影响。 大气有机氮沉降的研究涉及多学科交叉，需要环境科学、气象学、生态学等多领域专家的通力合作。随着研究方法的不断发展和改进，未来对大气有机氮沉降的研究将会更加深入，为全球氮素循环的管理和生态系统的保护提供科学依据。