氧化亚氮（N₂O）是一种重要的温室气体，其全球变暖潜势是二氧化碳的近300倍（100年尺度）。土壤是N₂O的主要排放源，随着人为活动带来的额外氮输入，导致陆地N₂O排放量不断增加。近年来大气背景下N₂O浓度呈现加速上升趋势，模型反演结果表明，其主要原因可能是全球N₂O排放系数（N₂O通量/氮输入）的升高。然而，全球尺度下N₂O排放系数的变化规律及驱动因子尚不明确。

结合上述问题，清华大学深圳国际研究生院余龙飞课题组与瑞士苏黎世联邦理工学院Eliza Harris课题组展开了密切合作，开发了一套土壤-大气氮同位素耦合过程模型（IsotopicTracingOfNitrogen in theEnvironment-IsoTONE），以评估全球尺度下N₂O排放的时空分布规律。该模型以全球土壤δ¹⁵N丰度分布为基础，模拟土壤氮损失和N₂O排放过程，并利用大气背景下N₂O同位素的长期观测数据加以验证，来计算N₂O排放系数的全球分布特征，以及在1940-2020年间的变化趋势。

图1.IsoTONE模型

图2.氮肥输入和地表温度对氧化亚氮排放系数的影响

模型结果表明，2020年全球N₂O平均排放系数（氮输入加权平均）高达4.3%，明显高于政府间气候变化专门委员会(IPCC)默认的评估系数1.4%。同时，N₂O排放系数全球分布非常不均匀，温暖湿润的地区排放系数最高。在过去一个世纪，全球N₂O排放系数显著升高，其主要驱动因素是气候变暖和氮肥输入的再分配（由温带至热带、由发达国家至发展中国家），而这两项因素分别额外贡献了0.8和0.5TgNa^-1的N₂O排放量。在未来N₂O排放预测和减排政策的制定中，应当高度重视气候变化的反馈作用和区域排放热点的贡献。

该研究工作以“增温和氮输入再分配驱动全球陆地氧化亚氮排放系数的升高”(Warming and redistribution of nitrogen inputs drive an increase in terrestrial nitrous oxide emission factor)为题，在线发表在期刊《自然•通讯》(Nature Communications)期刊上，瑞士苏黎世联邦理工学院的ElizaHarris博士为本论文的第一兼通讯作者，清华大学深圳国际研究生院助理教授余龙飞为文章的并列第一作者。该工作得到瑞士国家科学研究基金项目、欧盟“玛丽居里学者”项目等资助。