在华东典型重污染和轻污染地区的农田下垫面定位测量大气中主要气态氮化物浓度、含氮气溶胶粒子浓度、雨水中含氮离子浓度,同步进行微气象和湍流观测,确定大气中主要氮化物的干沉积速率和大气氮素向农田生态系统输入的通量,评价大气沉降在农田土壤氮素输入中的相对贡献,进一步利用区域酸性沉降模式系统研究华东地区大气氮沉降量的时空分布特征,探讨大气氮素向土壤界面的输送机制,为认识农田生态系统的氮素循环规律和设计合理的农田土壤施氮方案提供科学依据。
选择江西鹰潭和江苏南京农田下垫面进行为期一年的定位观测试验,包括气态氮化物、含氮气溶胶粒子和雨水中含氮离子浓度,同步进行微气象观测,确定大气氮素向农田生态系统的输入通量。鹰潭全年大气氮沉降量6.26gN/m2,干沉降占51%,湿沉降占49%。无机沉降占87.4%,有机沉降占12.6%。南京全年大气氮沉降量为10.99gN/m2,干沉降占39.9%,湿沉降占60.1%。无机沉降占46%,有机沉降占54%。两地差异与下垫面特征、污染状况、气象条件有密切关系。在鹰潭进行了旱地和水田生态系统氮素平衡的观测试验。对于旱地生态系统,春夏种牧草马唐、秋冬种萝卜,氮素净输入通量分别为119.6、18.2kgN/hm2,大气沉降占总输入的14.1%、25.9%。对于水田生态系统,春夏种早稻、夏秋种晚稻,氮素净输入通量为123.2、110.8kgN/hm2,大气沉降占总输入的13.0%、10.2%。以区域酸性沉降模式为基础,引入大叶阻力相似模型、次网格处理方案、液相化学和湿清除模块。华东农田、草地、森林大气氮沉降分别是0.312mt、0.038mt、0.063mt,达地区总沉降(0.51mt)的81%。