气象站土壤氮磷钾监测减少氮肥施作的土地经营管理气候变迁影响

　来自农业生产所产生的氮肥是密西西比河(Mississippi River)流域与墨西哥湾出海口地区的主要污染源之一，经过量氮肥污染的流域将形成大范围的死亡区，破坏地方的生态系的平衡。包含美国伊利诺州(Illinois)在内的其他中西部地区邻近州已制定明确目标，在未来透过调整既有的土地经营管理作业(land management practice)类型等做法，试图将氮肥污染降至最低。美国伊利诺大学(University of Illinois)的研究团队利用电脑模式推论该做法的可能性后发现，现有的土地经营管理作业模式恐受气候变迁等环境因素的潜在影响。
 
　　研究团队想厘清究竟不同的土地经营管理作业种类是否可对降低氮肥污染或减少氮肥施用等方面作出不同的结果，同时研究团队也在模拟时加入不同的气候情境，目的是希望能预测在不同的气候环境下的管理成效。研究团队选择以奥克拉荷马州(Oklahoma)柳溪(Willow Creek)流域作为研究样区，再根据样区内不同地点的土壤性质(soil properties)、土地利用(land use)类型、土地经营管理作业种类及当地的气候型态等数据做为模拟参数，以田间尺度进行地表径流(surface runoff)及氮含量的预测。 　　研究团队尝试进行以12种不同的土地经营管理作业类型与32种气候情境排列组合，共384种的情境加以模拟，对整体5,911个分区(cell)进行未来50年间(2020-2070年)的氮含量模拟预测。其中研究团队发现，短时间内强降雨等极端气候类型，恐是影响土地经营管理措施效率受影响的主要原因。
 
　　除模拟未来土壤氮含量趋势外，研究团队也找出能保持土壤氮含量而使其不流失的其中关键做法。像是透过作物轮作的土地经营管理模式将能减缓土壤中氮的流失；此外，研究团队也发现在春季施肥的做法也可减少其他季节的氮负荷(nitrogen load)。研究团队也发现其中，施用率(application rate)是影响氮负荷量的最主要原因，若能找到合适的施肥管理模式，将能在每年有效地减少约6%的氮负荷量。
 
　　研究团队希望能先藉由初步的模拟结果，先进行小规模的田间试验，再逐步推广至大范围的区域。虽然研究团队的主要结论是依据地表径流所进行的氮含量模式预测，研究团队也希望像其他研究一样，朝不同面向分析，例如：分析地下水氮含量等其他做法，全盘地从各个方面减少氮污染对周边环境的冲击。