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近期，我院杨志峰院士团队徐志豪教授等在领域知名期刊《Environmental Science & Technology》发表题为“Satellite-Based Estimation of Nitrous Oxide Concentration and Emission in a Large Estuary”的研究论文，并被选为内封面论文。我院博士生范文杰为第一作者，徐志豪教授为通讯作者。

引言：

河口仅占海洋面积的0.4%，其N₂O排放量却占海洋总排放量的33%。然而，由于河口高度活跃的生物地球化学过程，其N₂O排放表现出显著的时空异质性，导致N₂O的时空监测和精细量化面临挑战。本研究以珠江口为案例，利用长时序、高分辨率的卫星影像获取与N₂O相关的水环境参数，结合机器学习算法筛选最优输入特征集，开发N₂O浓度估算模型和扩散通量核算方法，并分析2003年至2022年珠江口N₂O浓度与排放的时空动态，量化了年度和季节性的排放特征，识别了排放的热点区域，并揭示了输入特征对模型估算过程的影响。本研究为河口环境中N₂O浓度和通量的时空动态评估提供了新方法。

图文导读：

2003年至2022年，珠江口N₂O浓度的时空变化特征较显著（图1），多年平均浓度为32.57 nmol/L。自2009年以来，N₂O浓度呈下降趋势，高浓度区主要集中在珠江口西部和北部地区。东部地区浓度普遍低于30 nmol/L。由于污染径流负荷大，口门附近的N₂O浓度通常最高，并且从口门向外逐渐降低。此外，N₂O扩散通量的空间分布与N₂O浓度相似，具有明显的时空异质性，多年平均通量为35.09μmol/m²/day。排放较高的地区主要位于西部、北部地区以及口门处，排放热点区仅占河口总面积的20%，但贡献了年总排放量的43%。

图1. 2003年至2022年珠江口N₂O浓度的空间分布

珠江口N₂O年平均排放量在0.76–1.09 Gg之间（平均值为0.95 Gg）。N₂O浓度在春季和冬季较高，夏季和秋季较低（图2）。春季约占年总排放量的31±3%。冬季、夏季和秋季的贡献分别为25±2%、23±1%和21±1%。其中，春季为农业施肥的高峰期，径流中的氮负荷为反硝化作用提供了基质，导致N₂O浓度升高。夏季和秋季的高温降低了N₂O溶解度，高降雨量和径流量也增强了水体的稀释能力，从而降低N₂O浓度，冬季则与之相反。N₂O扩散通量的季节变化与浓度大致相似，总体仍表现出春冬高、夏秋低的特征，但受温度、盐度和风速等影响，仍存在一些差异。

图2. 2003至2022年珠江口N₂O浓度的时间变化

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