科学家拎着 ABB OA-ICOS™ 激光仪在肯尼亚 46 个废弃牛圈(Bomas)“扫毒”,发现这些看似无害的泥圈在 40 年内持续喷 N₂O,通量比周边草原高 10 倍!新估算:它们偷偷贡献了非洲人为 N₂O 排放的 5%,相当于一整座化肥厂!
背景与规模
• 撒哈拉以南非洲现有 20 % 以上的全球牛、绵羊和山羊;夜间圈养在简易围栏 “Bomas” 中。
• 动物氮利用率仅 7 %–33 %,其余排泄物就地堆积,形成高 C-N-P “营养岛”,高度可达数米。
研究设计与样本
• 肯尼亚全国 7 个地点、46 个 Bomas(废弃 0.1–40 年)+ 22 个邻近稀树草原对照。
• 2018–2019 年雨季与旱季共 257 次通量测量,同步测定土壤温度、含水量。
测量技术
• 仪器:ABB GLA151-N₂OM1 便携式
OA-ICOS™ 激光分析仪(1 Hz 高频响应)。
• 方法:快速箱室法,4–7 min 完成一次通量闭环;每 5 s 记录 N₂O 浓度变化。
• 精度:检出限 < 1 ppb,确保对低至 0.1
nmol m⁻² s⁻¹ 的通量仍可信。
关键发现
• 通量强度:Bomas 平均 N₂O 排放 ≈ 稀树草原的 10 倍;40 年“老圈”仍活跃。
• 总量估算:Bomas 相关排放 ≈ 非洲当前人为 N₂O 清单的 5 %,相当于 1 座大型合成氨厂。
• 驱动因子:土壤含水量↑、温度↑ → 排放指数级放大;雨季脉冲效应显著。
科学意义与对策
• 首次量化 Bomas 长期热点的全球贡献,暴露 IPCC 清单缺口。
• 建议纳入粪污管理:简易堆肥、定期移除或覆盖,即可削减 30 %–50
% N₂O。
• 为半干旱区牧民制定“低氮足迹”管理策略,实现气候-生计双赢。