农业沟渠作为农业地区灌排系统的重要组成部分，在接受大量农田径流养分的同时，也成为氧化亚氮（N2O）排放的热点区域，显著关系到全球变暖与气候变化。目前，政府间气候变化专门委员会（IPCC）建议使用排放因子（EF）来估算这类间接N2O排放，并将沟渠的排放因子归类于地下水排放因子（EF5g）。然而，由于数据不足和分类不准确，估算可能存在较大误差。基于以上背景，天津大学地科院晏智锋课题组选取全球农业最密集的区域之一——华北平原作为研究区域，结合大范围空间监测和典型灌区长时间监测，对农业沟渠N2O排放进行研究（图1）。
图1 华北平原农业沟渠样点分布图
结果表明，华北平原区域平均EF5g值为0.0028，仅为IPCC默认EF5g值（0.006）的一半，表明当前IPCC排放因子可能会显著高估农业沟渠的N2O排放量（图2）。EF5g值在时间和空间上表现出显著的变化，与多种环境因素相关，主要受到铵态氮和可溶性活性磷浓度的影响。尽管EF5g值相对较低，华北平原农业沟渠中的N2O浓度依然较高（均值为3.36 μg L-1），区域排放量可达1.14±0.86 Gg N2O-N/年，相当于该区域农田直接N2O排放的3.8±2.9%。由于沟渠在农业区域中分布广泛，且范围在进一步扩大，通过更多的实地测量优化沟渠EF值，可以准确评估农业沟渠对全球N₂O排放的贡献，制定有效的减排策略。
图2 不同时空尺度与水体类型的N2O浓度和排放因子
目前，相关研究成果以论文“IPCC Emission Factor Overestimates N2O Emissions from Agricultural Ditches”发表在Environmental Science & Technology。天津大学地球系统科学学院2024届毕业生吴文欣博士为该论文第一作者，晏智锋教授为通讯作者。该成果得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、天津市科技局、海河实验室等项目和单位的资助。
图3 实测排放因子与IPCC默认排放因子对比
论文信息：Wu, W., Comer-Warner, S.A., Peacock, M., Han, X., Li, S.-L., Ju, X., Liu, C.-Q., Smith, P. and Yan, Z., 2024. IPCC Emission Factor Overestimates N2O Emissions from Agricultural Ditches. Environmental Science & Technology. 2024. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c05760
