近日，海南大学高层次引进人才、热带作物学院教授巨晓棠与北京大学城市与环境科学学院、法国气候与环境科学实验室(LSCE)等国内外单位合作的研究成果，以题为“Global mapping of crop-specific emission factors highlights hotspots of nitrous oxide mitigation”在《Nature Food》上发表。这是巨晓棠自2020年10月引进至海南大学以来，其团队在Soil Biology & Biochemistry, Environmental Pollution, Science of the Total Environment, Nutrient Cycling in Agroecosystem等国际重要期刊上发表的第10篇SCI论文。
N2O是单分子增温潜势较二氧化碳(CO2)高265倍(100年时间尺度)的强效温室气体。其在大气中寿命可达120年之久，是平流层臭氧的最主要破坏者。N2O人为源排放已导致其在大气中浓度较工业化前水平增加了20%。农业排放占全部人为排放的2/3，是目前最大的N2O人为排放源，氮肥和有机肥的施用是其主要贡献者。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)设定N2O排放与施氮量之间呈线性关系，以固定的默认缺省排放因子1%来估算全球旱作农田N2O排放。然而，近年全球不同区域田间研究表明，N2O排放对施氮量的响应因土壤-气候条件而异，且呈现非线性增长趋势。
减少农田土壤N2O的排放对全球升温控制在2°C 以内至关重要。然而，农田N2O减排潜力的准确评估受到了直接排放因子 (EFs) 的不确定性和可变性的影响。为了准确评估EFs的时空差异及其背后的驱动因子，研究基于全球1,507条观测数据和数据驱动的方法，分作物建立了高分辨率的EFs空间分布图。结果表明：EFs的空间分异达2个数量级。在全球和区域尺度上，EFs空间分异均是由气候和土壤因素驱动的，挑战了传统认为由管理措施驱动的认知。其中，65%的减排量来自于20%的播种面积，主要分布在亚热带湿润气候或潜育土和强淋溶土。结合EFs的空间分布和氮盈余数据，在不影响作物产量的情况下，通过合理施氮，可以实现将全球农田土壤N2O直接排放降低30%，等价于中国和美国的排放量。本研究突出了针对全球排放热点的有针对性的政策方法的价值，该方法可以在同时考虑环境和食物的协同效益基础上实现N2O的减排。
本研究由国内外著名单位合作完成，包括：北京大学城市与环境科学学院，法国气候与环境科学实验室(LSCE)，塞浦路斯气候与大气研究中心(CARE-C)，马里兰大学环境科学中心，联合国粮食及农业组织统计司，宾夕法尼亚州立大学统计学院，海南大学，澳大利亚联邦科学与工业研究组织(海洋和大气)，荷兰环境评估局(PBL)，美国伍兹环境研究所和Precourt 能源研究所，科罗拉多州立大学生态系统科学与可持续发展系，中国科学院大气物理研究所，纽约大学环境研究系，奥本大学国际气候与全球变化研究中心，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所。研究得到国家自然科学基金重点项目(41830751)的资助。