挪威南部两流域氮、硫和氯元素的大气沉降

挪威南部大气中污染物的沉降量较高,已超过敏感生态系统酸沉降的临界负荷。关于硫元素沉降的影响人们了解得相对比较清楚,但对有关氮氧化物与氮还原物的影响与归宿知之甚少。为研究挪威南部的氮循环,跨学科研究项目"氮——从山地到峡湾"于1991年启动。本项目旨在了解氮平衡与氮沉降在挪威南部两个不同流域造成的影响。主要工作内容为对大气输入进行定量化,并与径流输入及其他迁移数据进行比较。通过1993～1995年间大气与化学沉降监测数据以及区域研究监测结果对大气输入进行计算。在Bjerkreim流域,由于地形的影响,在研究区域内44个支流流域之间降水量的变化很大。氮元素的年沉降量在1400～2300mgN/m^2·a之间,最大值出现在降水量最大的山区。硫和氯的大气沉降也做了类似的观测、确定,以比较输入与径流数据,这也作为计算超过临界负荷量的一个依据。硫和氯元素年沉降量分别为900～1500mg S/m^2·a、12000～21000mg Cl^-/m^2·a。Auli流域的降水量则变化极少,其12条支流流域(估算了它们的输入数据)的氮、硫与氯元素沉降量变化不大。估计氮的年平均沉降量为1100～1250mg N/m^2·a,硫与氯元素的年沉降量分别在730～830mg S/m^2·a、1780～2200mg Cl^-/m^2·a之间。较高的降水发生率与该元素在大气中相对较低的含量导致干沉降所占比例较小,约为10%。

人类对氮循环的影响:从地区远景看全球问题

本章探讨有关全球氮循环中人为扰动的主要问题,并将项目研究中的一些地区性发现与大尺度影响联系起来。人类将大气中的N_2转化为生物化学活性更强的形式,这产生一系列的环境效应。本项目旨在评估挪威南部两大流域及其子流域的氮状况,并随着研究的进展阐述氮保持与流失的一些模式。对人口稀少的荒地而言,大气输入是氮的主要来源,约为2.5mg/m^2·a。低固定和明显的氮饱和源于大气氮的高输入,以及水文条件、土壤贫瘠和陆地磷的缺乏。在这个酸化的流域,NO_x和NH_x的扩散急剧下降,地表水的酸化中将近一半是由于氮的影响。磷的浓度较低,通常低干1μg/L,这使得流失物中氮/磷的比值高,从而导致淡水和近海中磷的缺乏。对农业化和森林覆盖的流域而言,大气中的氮沉降低于1.5mg/m^2·a,因此农业活动是氮的主要来源,同时淋溶水中氮和磷的浓度一般较高但波动较大。农业和林业是氮流失的主要因素。本流域入海口水流中高浓度的氮和磷是峡湾地区富营养化的主要原因。对两个流域而言,气候波动都强烈的影响氮的流失方式。氨盐的转化以及气候变化可能导致的土壤有机氮的矿质化都不可预测地作用于未来氮循环。