磷是植物生长不可或缺的重要养分，其供给能力直接影响植被生产力。传统观点认为生态系统普遍缺氮，增加氮投入会提高生产力；而最新研究发现，全球只有18%的陆地面积受氮限制，磷限制的区域却高达43%。在全球652个野外样地开展的控制实验发现，磷添加可使自然植被增产35%，高于农田施用磷肥的效果(增产仅14%)。随着人类活动加剧，大气沉降输入的可利用性磷大幅增加，将直接影响生态系统的碳汇功能。
基于观测数据整合分析，过去估算的全球大气磷沉降为0.27kgha-1yr-1（n=253），但大气模式输出的磷沉降仅为观测值的1/4；后续研究通过增加燃烧源的排放，大幅提升了磷沉降的模拟结果，但与观测数值还有一定差距。此外，过去估算全球磷沉降的基础数据主要来自欧美地区，空间分布极不平衡，亚洲观测数据仅占3.2%，影响了对全球大气磷沉降及其生态效应的整体认识。
鉴于此，中国科学院大气物理研究所研究员潘月鹏课题组系统梳理了1959-2020年全球大气磷沉降资料，特别是增加了1981以来中文期刊发表的数据，使得研究样本增加到396个（图1），其中亚洲数据本占比23.4%，观测资料在全球的覆盖度和均匀性都得到了优化（图2）。
研究发现，全球大气磷沉降量的几何均值为0.34kgha-1yr-1，折算为全球大气磷库约4.4Tgyr-1，显著高于以往的估算结果。造成这种差异的主要原因是，亚洲和欧洲大气磷沉降在近20年呈现出显著上升趋势（与1959–2000年相比，图3）。进一步分析发现，大气磷沉降增加的主要影响因素是农业活动、沙尘传输和燃烧源排放。在碳中和背景下，随着清洁空气行动计划的深入实施，大气磷沉降的途径和形态将发生怎样的变化，又将如何影响生态系统结构和功能(如碳汇)，是值得进一步探讨的科学问题。
文章链接： Yuepeng Pan*, Bowen Liu, Jing Cao, Jin Liu, Shili Tian, Enzai Du, Enhanced atmospheric phosphorus deposition in Asia and Europe in the past two decades, Atmospheric and Oceanic Science Letters, 2021, https://doi.org/10.1016/j.aosl.2021.100051
图1：全球大气磷沉降观测点位置（n=396）及生态系统氮或磷限制格局
图2：全球大气磷沉降的空间格局（1959-2020）
图3：欧洲和亚洲大气磷沉降在近20年出现上升趋势
