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基于区域污染边界的中国氮素管理措施探究

人类活动从根本上改变了氮循环过程，导致其成为了九大行星边界中超标最为严重的边界之一。中国作为全球活性氮排放最多的国家，流失至水体与大气中的过量活性氮严重威胁了人类健康与生态环境，引起了生物多样性损失、PM2.5污染、水体富营养化、地下水硝酸盐浓度超标等问题。本研究基于大气、地表水与地下水的相关阈值量化了中国县域尺度的活性氮流失边界，计算得出中国区域共计所能容纳的活性氮气体、氮径流与氮淋溶排放阈值分别为14.58、5.22、4.75 Tg (10¹² g) N yr^-1。基于2020年的基准值，目前超标地区所排放的活性氮超标量累加已超过相应边界值的54%、262%、258%。实施全系统技术性优化管理措施可将中国活性氮流失大致减半，并获得相较于实施成本2.7倍的总收益。虽然多数省份于减排后可满足大气活性氮排放边界，但仍有三分之一的省份氮径流与氮淋溶超过了省域边界值，水-气边界间呈现出了高度的不对称性。未来仍需全面的社会经济转型以进一步解决中国的水污染问题。