Управление региональным масс-балансом азота

Вышеописанная методология биогеохимического масс-баланса может быть также использована в региональном масштабе — от уровня отдельной страны до уровня водосборных бассейнов океа­на. Точность таких расчетов зависит от доступности соответствую­щих данных. Наиболее точные расчеты возможны для малых водо­сборов с гомогенным или смешанным типом землепользования. В региональном масштабе столь точные расчеты невозможны, и ма­лые водосборы используются как модельные регионы для больших регионов.

Методология региональных биогеохимических масс-балансо-вых расчетов была использована в проекте SCOPE (Scientific Committee on Polluted Environment — Научный комитет ООН по загрязнению окружающей среды) по оценке поведения азота в Северной Атлантике. В числе приходных статей рассматривали по­ступление азота в регион с минеральными удобрениями, симбио-тической и несимбиотической азотфиксацией, атмотехногенными выпадениями и импорт азота с кормами и продуктами питания. Расходные статьи баланса включали поглощение растениями и экспорт продукции за пределы региона, денитрификацию, улетучи­вание и речной сток. Для морских экосистем учитывали также и обмен морскими водами. В зависимости от региона необходимо принимать во внимание следующие статьи регионального масс-баланса азота (табл. 15.4).

Таблица 15.4. Звенья биогеохимического цикла азота, учитываемые для региональных масс-балансов

Звенья цикла азота	Масштаб исследуемой территории
	Агроэкосистем	Страны	Отдельного мор-	Бассейна
	всего региона	в целом	ского бассейна	окена
Выпадения	+	+	+	+
Удобрения	+	+	—	+
N-фиксация	+	+	+	+
Импорт	—	+	—	—
Речные воды	—	—	+	—
Урожаи	+	—	—	—
Денитрификация	+	+	+	+
Улетучивание	+	+	+	+
Речной сток	+	+	—	+
Седиментация	—	—	+	—
Морской обмен	-	—	+	—

Примечание. + учитывается; — не учитывается.

В качестве примера региональных масс-балансов азота рассмот­рены бассейн северной части Атлантического океана и восточ­но-азиатская часть бассейна Тихого океана.

Региональный биогеохимический масс-баяанс на водосборе Север­ной Атлантики. Обобщенные потоки азота (в кг/(км² ■ год)) в севе­роатлантическом бассейне представлены графически на рис. 15.3.

Величины потребления азота для построения первичной про­дукции наземных экосистем данного бассейна изменяются в преде­лах от 5000 до 15 ООО кг/(км² • год) N, из которых от 7 до 22 % мо­жет быть отнесено за счет антропогенного привноса этого элемен­та. В числе приходных статей баланса доминирует применение ми­неральных удобрений, на втором месте — поступление с атмотех-ногеными выпадениями и за счет азотфиксации. Поступление азо­та из наземных в водные экосистемы происходит как за счет по­верхностного стока с сельскохозяйственных и природных экоси­стем, так и за счет прямого сброса сточных вод и отходов. В севе­роатлантическом дренажном бассейне сточные воды и отходы от­ветственны за 10 % общего речного стока азота. Вымывание из ор­ганических удобрений и смыв из навозохранилищ выражен при­мерно такими же величинами. Несколькими процентами от общей суммы антропогенного азота может быть оценено и его поступление в грунтовые воды. С другой стороны, запасание азота в био­массе лесных экосистем может достигать 25 % всего антропогенно­го азота в бассейне Северной Атлантики. При этом наблюдается перераспределение азота из сельскохозяйственных в лесные экоси­стемы при атмосферном переносе аммония. Тем не менее большая часть антропогенного поступления азота не запасается в лесах и грунтовых водах и не выносится с речным стоком в океан. Разница составляет около 340 кг/км² • год, или 33 % от антропогенного по­ступления. Этот азот или денитрифицируется, или аккумулируется в прибрежных болотных экосистемах. Существующие эксперимен­тальные данные показывают, что денитрификация является более значимой в этой неучтенной массе азота.

Региональный масс-баланс азота в Восточной Азии. Ретроспек­тивное сравнение приходных и расходных статей биогеохимиче­ского масс-баланса показано на примере Восточной Азии (1994— 1997 гг.)

Приход

Расход

Баланс

кило-тонн/год

8776(26) 23094 (68) 1947 (6) 33817(100)

5577(16) 7512 (22) 8652 (26) 21714(64) + 12103 (+36)

Выпадения Удобрения N фиксация Сумма прихода

Речной сток Де нитрификация Улетучивание Сумма расхода

Примечание. В скобках дан % от суммы прихода.

Величины баланса для территории восточно-азиатской части Тихоокеанского дренажного бассейна оказались положительными и составляли более трети от суммы приходных статей баланса. Од­нако при этом внутрирегиональное перераЗгфеделение азота не учитывалось, хотя только поглощение азота урожаями выращивае­мых культур составляло 22 510 клт.