农业是 N2O 浓度增加的主要原因。如果我们希望稳定地球气候，就必须减少排放。
我们的新研究发现，来自农业和其他来源的一氧化二氮在大气中积累的速度如此之快，以至于本世纪地球将面临危险的 3℃ 变暖。
每年，有超过 1 亿吨氮以合成肥料的形式喷洒在农作物上。同样数量的牲畜粪便也用于牧场和农作物。
如此大量的氮使农作物和牧场的生长更加丰富。但它也会释放一氧化二氮 (N2O)，一种温室气体。
农业是造成人口集中度增加的主要原因，本世纪可能仍将如此。农业和工业中的 N2O 排放可以减少，如果我们希望稳定地球气候，我们必须采取紧急行动。
2000 年的大气一氧化二氮浓度。从冰芯和大气中进行的观测。资料来源：BoM/CSIRO/AAD。
一氧化二氮从何而来？我们发现，近几十年来，土壤和海洋等自然来源的 N2O 排放量没有太大变化。但来自人类的排放量迅速增加。
2018 年，大气中 N2O 的浓度达到了十亿分之 331 ，比工业时代开始之前的 1750 年左右的水平高出 22%。
在截至 2016 年的十年中，农业造成了全球近 70%的 N2O 排放。这些排放是通过土壤中的微生物过程产生的。在合成肥料和粪便中使用氮是这一过程的关键驱动因素。
N₂O 的其他人类来源包括化学工业、废水和化石燃料的燃烧。
N₂O 在高层大气中被破坏，主要是通过太阳辐射。但是人类排放 N2O 的速度比它被破坏的速度快，所以它会在大气中积累。
N2O 既会消耗臭氧层，又会导致全球变暖。
作为一种温室气体，N2O 的升温潜能值是二氧化碳 (CO2) 的 300 倍，并且在大气中平均存在 116 年。它是仅次于二氧化碳（在大气中持续数千年）和甲烷之后的第三大温室气体。
当 N₂O 与平流层中的臭氧气体相互作用时，它会消耗臭氧层。其他消耗臭氧层物质，例如含氯和溴的化学品，已被联合国蒙特利尔议定书禁止。尽管《巴黎协定》试图降低其浓度，但该议定书并未禁止 N₂O。
减少农场肥料的使用对于减少 N2O 排放至关重要。上图
我们发现了什么政府间气候变化专门委员会制定了未来情景，概述了到 2100 年世界可以采取的不同减排途径。我们的研究发现，N2O 浓度已开始超过所有情景中预测的水平。
目前的浓度与本世纪远高于 3℃ 的全球平均气温升高一致。
我们发现，在过去的三十年中，全球人为造成的 N2O 排放量增长了 30%。农业排放主要来自东亚、欧洲、南亚和北美使用的合成氮肥。非洲和南美洲的排放主要来自牲畜粪便。
就排放增长而言，最大的贡献来自新兴经济体——尤其是巴西、中国和印度——近几十年来，这些经济体的作物产量和牲畜数量迅速增加。
澳大利亚的N2O 排放量在过去十年中一直保持稳定。农业和废物排放的增加已被工业和化石燃料排放的下降所抵消。
从 1980 年到 2016 年，人类活动产生的 N₂O 排放的区域变化，以每年百万吨氮为单位。数据来自：田等人。2020，自然。资料来源：全球碳项目和国际氮倡议。
该怎么办？N2O 必须成为减少温室气体排放的努力的一部分，并且已经有工作要做。自上世纪90年代末，例如，努力降低化工行业的排放量都取得了成功，特别是在生产的尼龙，在美国，欧洲和日本。
减少农业排放更为困难——必须维持粮食生产，而且没有简单的氮肥替代品。但确实存在一些选择。
在过去的二十年中，随着农业生产力的提高，欧洲的 N2O 排放量有所下降。这主要是通过政府减少水道和饮用水污染的政策来实现的，这些政策鼓励更有效地使用化肥。
其他减少农业氧化亚氮排放的方法包括：
- 更好地管理动物粪便
- 以更符合植物生长需求的方式施肥
- 交替作物，包括那些自己产生氮的作物，如豆类，以减少对肥料的需求
- 可降低 N2O 产量的高效肥料。
2007-16 年全球一氧化二氮预算。从田等人采用。2020. 自然。资料来源：全球碳项目和国际氮倡议。
实现净零排放停止过度使用氮肥不仅对气候有益。它还可以减少水污染并提高农场盈利能力。
即使有正确的农业政策和行动，也需要合成肥料和粪肥。为了使该部门净零温室气体排放量，需要稳定的环境，新的技术将需要。
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