这张照片是由哥白尼哨兵2号卫星于2021年9月16日拍摄的,显示了内华达州金字塔湖正在发生大规模的藻类水华。这种水华可能是由于水中氮含量过高造成的。图片来源:欧盟,哥白尼哨兵2号卫星图像 - 由@DEFIS_EU处理
Source: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

氮是全球环境的重要组成部分,影响着农业、气候、人类健康和生态系统。氮循环的作用已经得到了更广泛的认识,然而用于预测全球环境变化的地球系统模型(ESM)仍然没有将其完全纳入考量。

Kou-Giesbrecht主张在ESM中交互式地纳入完整的氮循环,以解释氮在陆地海洋大气之间复杂且相互关联的流动方式。氮直到最近才被纳入一些ESM的陆地模型中,并且仅仅作为初级生产力的限制因素。

氮的作用远不止于植物生长,它还是一种强效温室气体,也是臭氧形成和气溶胶成分的重要驱动因素。野火会释放氮氧化物和氨,导致颗粒物浓度升高;海洋微生物既吸收氮也释放氮。氮向海洋的输出会影响海洋初级生产力,也影响海洋氮的排放,而海水中过量的氮会导致富营养化,即营养物质过剩,从而引发有害藻类大量繁殖。

尽管氮循环在全球范围内都非常重要,但ESM中的许多氮循环组成部分即使被包括在内,也不是完全交互的,有些甚至根本没有被纳入模型;相反,它们只是作为静态输入提供给模型。作者认为,在陆地、海洋和大气之间动态模拟氮循环,将大大缩小我们对地球气候和环境近期演变的认知差距。

为了实现这一目标,我们需要更多的观测数据来更好地建立陆地氮循环的基准模型,并开展实验操作,为氮相关过程提供经验约束。作者指出,这些进展有助于我们理解并实现《科伦坡可持续氮管理宣言》的目标,即到2030年将氮废弃物减少一半,这样每年可以节省1000亿美元,并有助于减缓气候变化,改善生物多样性、粮食安全和公共卫生。(Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, https://doi.org/10.1029/2025JG009209, 2025)

—科学撰稿人Nathaniel Scharping (@nathanielscharp)

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

Read this article on WeChat. 在微信上阅读本文。

A photo of a telescope array appears in a circle over a field of blue along with the Eos logo and the following text: Support Eos’s mission to broadly share science news and research. Below the text is a darker blue button that reads “donate today.”
Text © 2025. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.