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Nov 29, 2023

Scientific Data volumen 10, Número de artículo: 339 (2023) Citar este artículo

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El concepto de carga crítica es una guía científica importante para el control de la deposición ácida. No solo fue una base científica crucial para determinar los objetivos de reducción de emisiones en Europa, sino que también se usó en el control de la contaminación del aire de China, especialmente la designación de dos zonas de control. Actualmente, las cargas críticas de azufre y nitrógeno aún se superan en Europa, América y el este de Asia (principalmente en China), y deben actualizarse continuamente para cumplir con las demandas de mayores reducciones de emisiones. Las cargas críticas de China se calcularon y mapearon en la década de 2000, pero no son lo suficientemente precisas debido a limitaciones metodológicas y de datos. Aquí presentamos las últimas cargas críticas de alta calidad para China, basadas en datos básicos de alta resolución sobre el suelo, la vegetación y la deposición de cationes básicos atmosféricos, y conocimientos actualizados sobre parámetros importantes. Nuestros datos, que se incluirán en GAINS-China, se pueden utilizar para evaluar los beneficios ecológicos de las reducciones de nitrógeno y azufre en China a escala regional o nacional, y para desarrollar estrategias de mitigación en el futuro.

La deposición ácida, que consiste (principalmente) en la deposición de nitrógeno y la deposición de azufre, solía ser uno de los problemas ambientales más graves en Europa, América del Norte y el este de Asia desde la década de 19601,2. Sigue siendo un problema ambiental importante en algunos países en desarrollo como India y Brasil, y muestra una tendencia creciente allí3. El nitrógeno y el azufre depositados en el medio ambiente pueden provocar la acidificación y la eutrofización de los ecosistemas terrestres y acuáticos4. Ha habido muchos informes de deposición ácida que provoca la muerte de peces y la disminución de los bosques5,6,7. Para controlar de manera efectiva los impactos ambientales de la deposición ácida a un costo mínimo, se propuso el concepto de cargas críticas, definido como la cantidad máxima de deposición ácida que no causaría daño al suelo y al agua superficial a largo plazo8. Las cargas críticas están determinadas por la naturaleza del ecosistema (p. ej., suelo y vegetación), lo que refleja la tolerancia del ecosistema a la deposición ácida. Las cargas críticas se han utilizado en la reducción de nitrógeno y azufre en todo el mundo, incluso como guía científica principal9,10,11. En Europa, se utilizaron en las negociaciones del Segundo Protocolo sobre el Azufre y el Protocolo "multicontaminante, multiefecto", como base científica para los objetivos de reducción de emisiones12. Los EE. UU. también se han tomado en serio las cargas críticas y establecieron el Comité Científico de Cargas Críticas de Deposición Atmosférica (CLAD) para promover el desarrollo, la colaboración y el intercambio de datos de cargas críticas13. Varias agencias federales, como el Servicio de Parques Nacionales (https://www.nps.gov/subjects/air/critical-loads.htm), han aplicado cargas críticas a las prácticas de conservación de ecosistemas. Actualmente, la deposición ácida está disminuyendo gradualmente en Europa y EE. UU. a través de la reducción de SO2 y NOX, pero las cargas críticas aún se superan en las áreas fronterizas allí (p. 202014; se prevé que el área total de cualquier exceso de carga crítica en los EE. UU. en 2025 sea de 4,8 millones de km2)15. Por lo tanto, Europa (www.icpmapping.org) y EE. UU. (http://nadp.slh.wisc.edu) actualizan continuamente las cargas críticas para evaluar los beneficios de una mayor reducción de emisiones.

Desde finales de la década de 1970, la lluvia ácida se ha convertido gradualmente en uno de los problemas ambientales más preocupantes en el este de Asia. Y el sur de China es un punto caliente para la lluvia ácida en el este de Asia1. El área afectada por la lluvia ácida en China alguna vez superó el 30 % del área terrestre nacional16, y la mayor deposición húmeda de azufre en China fue significativamente mayor que la de Europa y América del Norte1,17,18. Para evaluar científicamente el estado de la deposición ácida y guiar las reducciones de emisiones, Duan et al. mapeó primero las cargas críticas en China9, que luego se usaron en la designación de dos zonas de control (Zona de control de lluvia ácida y Zona de control de contaminación por dióxido de azufre)19,20,21. En los últimos años, China ha realizado grandes esfuerzos para reducir las emisiones de nitrógeno y azufre, principalmente para el control de partículas finas (PM2.5), y la deposición ácida parece haberse aliviado en gran medida como un cobeneficio16. Sin embargo, en base a los resultados de Duan et al., Zhao et al. encontró que el exceso de carga crítica de azufre se mantuvo en 2,5 Mt en 2015, y el de nitrógeno fue de 1,1 Mt22. Además, la reducción de partículas reduce la tolerancia de los ecosistemas a la deposición ácida, y la reducción del amoníaco también genera incertidumbre en el control de la deposición ácida23. Por lo tanto, los datos de carga crítica disponibles en China (por Duan et al.9) no pueden satisfacer la necesidad de una evaluación precisa de los impactos de la deposición ácida actualmente en China. Más importante aún, las cargas críticas de Duan et al. se mapearon hace más de dos décadas, por lo que la precisión y la resolución estaban limitadas por datos y métodos básicos. Por ejemplo, calcularon las tasas de desnitrificación y meteorización del suelo según el tipo de suelo sin parámetros localizados; la absorción de vegetación se determinó aproximadamente según el tipo de vegetación. En general, los datos actuales de carga crítica tienen baja resolución espacial y precisión, y ya no pueden describir la situación más reciente de los ecosistemas debido a los cambios en la deposición, la vegetación y otros factores ambientales.

Para satisfacer la demanda de evaluación del estado de deposición ácida en China, desarrollamos un conjunto de datos de carga crítica de alta resolución (1 km × 1 km) para suelos, basado en el modelo de balance de masa en estado estacionario (SMB)24,25, que incluye el máximo carga crítica de azufre (CLmax (S)), la carga crítica mínima (CLmin (N)) y máxima (CLmax (N)) de nitrógeno, y la carga crítica de nitrógeno nutritivo (CLnut (N)). Nuestros resultados utilizaron datos geográficos, de vegetación y meteorológicos de alta resolución, y conocimientos actualizados de la literatura, para actualizar y refinar los parámetros clave. La metodología de cálculo de datos se muestra en la Fig. 1. Nuestros conjuntos de datos se pueden utilizar para la evaluación de los impactos ecológicos de la deposición ácida desde escalas regionales hasta nacionales en China.

Metodología de mapeo de cargas críticas en China. Bc es el catión base (K + Ca + Mg); Kgibb es la constante de gibbsita, que describe el equilibrio entre H+ y Al3+; (Bc/Al)crit representa la relación molar crítica de Bc a Al en el agua del suelo; Nle, crit es la lixiviación crítica de nitrógeno en la escorrentía; fde es la fracción de desnitrificación del nitrógeno neto de entrada. Se pueden encontrar más detalles en "Métodos".

Nuestro método de cálculo hace referencia al manual europeo sobre modelado y mapeo de cargas críticas, que se basan en los principios de conservación de masa y carga26. Cabe señalar que el modelo SMB es un modelo de estado estacionario, es decir, todas las entradas y salidas consideradas son estables en el tiempo24, por lo que no se incluyen reservorios finitos como el intercambio iónico.

La carga crítica máxima de azufre, CLmax (S) (Fig. 2a), se calculó como

donde Bc es la suma del catión base (es decir, K + Mg+Ca); el subíndice dep representa deposición, w representa la erosión del suelo, u representa la absorción neta por las plantas y le representa la lixiviación; Na no está incluido en Bc, porque las plantas no absorben Na; ANCle, crit es el límite aceptable de lixiviación de la capacidad de neutralización de ácidos (ANC), que viene dado por:

donde Q es la escorrentía, [H] ([Al]) es la concentración equivalente de H+ (Al3+) en la escorrentía. Se introducirán cálculos adicionales en "Criterios químicos críticos".

Cargas críticas de azufre y nitrógeno en China. El color blanco en el mapa representa tierras de cultivo o área sin vegetación representa tierras de cultivo o área sin vegetación, donde no se pueden definir cargas críticas. a) carga crítica máxima de azufre; b) carga crítica mínima de nitrógeno; c) carga crítica máxima de nitrógeno; (d) carga crítica de nitrógeno nutritivo.

El nitrógeno sufre un ciclo biogeoquímico más complejo que el azufre. Siempre que la deposición de nitrógeno no sea demasiado alta, se supone que el nitrógeno depositado es absorbido por la vegetación o inmovilizado y, por lo tanto, no tiene impacto ambiental. Por lo tanto, la carga crítica mínima de nitrógeno, CLmin (N) (Fig. 2b), se define como

donde Nu y Ni son el nitrógeno neto absorbido por las plantas y la inmovilización de nitrógeno a largo plazo, respectivamente.

Cuando la deposición de nitrógeno excede CLmin (N), parte del exceso de nitrógeno se desnitrificaría y el resto se lixiviaría y causaría acidificación. Por lo tanto, la carga crítica máxima de nitrógeno, CLmax (N) (Fig. 2c), se define como

donde fde es la fracción de desnitrificación.

El exceso de nitrógeno también puede conducir a la eutrofización. Desde esta perspectiva, podemos definir la carga crítica de nitrógeno nutritivo, CLnut (N) (Fig. 2d) como:

donde Nle, crit es el límite aceptable para la lixiviación de nitrógeno.

Los parámetros de las cargas críticas disponibles fueron determinados principalmente por los tipos de suelo y vegetación, mientras que las características del suelo y la vegetación (p. ej., textura del suelo, humedad del suelo y productividad de la vegetación) varían ampliamente en el espacio y están relacionadas con muchos factores. Por lo tanto, la precisión debe mejorarse con urgencia. En su lugar, utilizamos los últimos mapas digitales de alta resolución (Fig. 1) y combinamos conocimientos actualizados para determinar parámetros importantes como la erosión del suelo, la desnitrificación y la inmovilización de nitrógeno, lo que mejoró en gran medida la precisión y resolución de la crítica. cargas A continuación describiremos en detalle la determinación de los parámetros clave.

La tasa de meteorización del suelo se determina en función de la composición mineralógica, las propiedades físicas (p. ej., la textura) y los factores ambientales (p. ej., la temperatura) (Fig. 3). Primero, usamos el modelo PROFILE27 para calcular la tasa de meteorización de referencia en condiciones estándar (temperatura = 8 °C, densidad = 1,2 g/cm3, área de superficie específica = 1,1 × 106 m2/m3) para cada tipo de suelo. Los datos de composición mineralógica para tipos de suelo típicos fueron compilados por Duan9. El mapa de 1 km × 1 km de tipos de suelo en China se tomó del Resource and Environment Science and Data Center (https://www.resdc.cn). Algunos suelos en China contienen carbonato de calcio (CaCO3), especialmente en áreas áridas, pero eso se excluyó en el cálculo cuando el contenido era inferior al 0,5 %, ya que podría agotarse durante la deposición ácida a largo plazo. La tasa de meteorización se calculó como el contenido de CaCO3 (%) multiplicado por 0,82 keq/ha/año cuando el contenido de CaCO3 era superior al 0,5 %. El contenido de CaCO3 del suelo provino de la base de datos mundial armonizada de suelos (HWSD)28.

Tasa de erosión del suelo en China (corregida con la humedad del suelo, SSA y temperatura del suelo).

Las condiciones estándar son las condiciones predeterminadas en PROFILE y están diseñadas para calcular las tasas de meteorización considerando solo las diferencias en la composición mineralógica. Luego, las tasas de meteorización se corrigieron con la humedad del suelo, el área de superficie específica (SSA) y la temperatura del suelo:

donde Bcw0 es la tasa de meteorización de referencia, Csw es un factor de corrección para la humedad del suelo, A es una constante (3600 K como se recomienda) para la corrección de la temperatura y T es la temperatura del suelo. Los datos de temperatura del suelo procedían del Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana29,30. Csw varía de 0,7 (humedad del suelo < humedad de marchitez) a 1,3 (humedad del suelo > capacidad de retención de agua) y se usó interpolación lineal para determinarlo en áreas de humedad moderada. Los datos de humedad del suelo procedían del Centro Nacional de Datos Científicos del Sistema Terrestre31. Los números 1.1, 1.2 y 281 en la ecuación. (5) significa SSA de 1,1 × 106 m2/m3, densidad aparente de 1,2 × 103 kg/m3 y temperatura del suelo de 281 K, que son los valores en condiciones estándar.

SSA en la ecuación. (5) se estimó con

donde Xarena, Xlimo, Xarcilla y S significan la fracción de arena, limo, arcilla y grava en el suelo; ρsuelo es la densidad aparente del suelo; fclay es un factor de corrección32:

Los datos de densidad aparente y textura del suelo (contenido de arena, limo, arcilla y grava) fueron de HWSD28.

La absorción neta por las plantas significa la eliminación neta de nitrógeno y cationes básicos del ecosistema (Fig. 4). El nitrógeno contenido en los troncos de los árboles, las ramas de los arbustos y las partes aéreas de los pastizales se trató como nitrógeno extraído del ecosistema, suponiendo que se adoptara una gestión forestal y de pastoreo científica. La absorción neta de nitrógeno o cationes básicos se calculó como:

donde NPP se refiere a la productividad primaria neta, pi es la proporción de biomasa en la parte de la planta considerada (p. ej., troncos de árboles) y CN (CBc) es el contenido de nitrógeno (catión base) de las plantas. Los datos anuales de NPP modelados por Global Production Efficiency Model de 2000 a 2010 fueron del Resource and Environment Science and Data Center y se promediaron para representar NPP a largo plazo. Los datos de proporción de biomasa y contenido elemental fueron recopilados por Duan et al.33 y vinculados al mapa de vegetación de China, que es del Centro Nacional de Datos del Desierto de la Criosfera34.

Consumo neto de crecimiento de cationes básicos y nitrógeno por la vegetación en China. El color blanco en el mapa significa que no hay vegetación ni tierras de cultivo, donde la absorción neta es cero. (a), absorción de catión base; (b), absorción de nitrógeno. Observe que las dos figuras usan esquemas de colores opuestos para indicar el riesgo de deposición ácida.

La inmovilización de nitrógeno se refiere a la conversión de nitrógeno inorgánico en nitrógeno orgánico estable en el suelo (Fig. 5). La inmovilización neta de nitrógeno a largo plazo se estimó dividiendo el contenido de nitrógeno del suelo por la edad del suelo26. Los suelos se dividieron en tres categorías, Skeletol Primitive Soils, Ferralisoles y otros, cuyas edades se fijaron en 1500 años, 130000 años y 5000 años, respectivamente, según medidas y tipo de suelo35. El contenido de nitrógeno del suelo fue del Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana36,37.

Inmovilización de nitrógeno en los suelos de China.

Usamos la fracción de desnitrificación fde basada en los datos de observación sobre desnitrificación para los principales tipos de bosques en China38,39 (Tabla 1). La fde en las demás áreas se determinó de acuerdo con el estado de drenaje del suelo, que varió de 0 para suelos excesivamente drenados a 0.8 para suelos muy mal drenados. Los datos de drenaje del suelo se obtuvieron del HWSD28. Para evitar sobrestimar la fde de suelos gruesos, establecemos fde = 0.1 cuando SSA<2 × 106 m2/m3. Los resultados fueron consistentes con las observaciones38,39.

La deposición de cationes básicos (Fig. 6) se simuló utilizando un modelo Euleriano dinámico multicapa desarrollado por Duan et al.40 Las entradas del modelo incluyen el inventario de emisiones de Bc y los datos meteorológicos. El conjunto de datos de precipitación se derivó del Proyecto de Climatología de Precipitación Global41, y otros datos meteorológicos se derivaron del Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo42. El inventario de emisiones de Bc se calculó como:

donde PM son las emisiones de material particulado, ω es la fracción másica de Bc en material particulado, i, j y k representan provincia, sector y especie Bc, respectivamente. La emisión de PM se refirió a Xia et al.43, y las fracciones de especies Bc fueron de nuestra investigación previa44.

Deposición de cationes básicos en China en 2015.

Para proteger a las plantas del daño del aluminio, establecemos un límite para la proporción entre el catión base y el aluminio (Bc/Al) para cada tipo de ecosistema. ANCle crítico en la ecuación. (2) entonces viene dada por:

donde Kgibb es la constante de equilibrio de gibbsita, que describe el equilibrio entre H+ y Al3+; (Bc/Al)crit es la relación molar catión base crítica a aluminio. El Kgibb se determinó de acuerdo al contenido de materia orgánica del suelo (Cuadro 2). El contenido de materia orgánica del suelo se obtuvo del Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana36,37; Los datos de escorrentía de 1 km × 1 km de China se convirtieron a partir del mapa de escorrentía zonal45; (Bc/Al)crit para cada tipo de ecosistema se tomó de Duan9 y el manual26.

Nle, crit en la ecuación. (4) significa la lixiviación crítica de nitrógeno, que se define para proteger el ecosistema de la eutrofización. Nle, crit para cada tipo de ecosistema se tomó de Duan9 y el manual26.

Los datos están disponibles gratuitamente en el Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana46 y se incluirán en el modelo de Interacciones y Sinergias de Gases de Efecto Invernadero - Contaminación Atmosférica (https://gains.iiasa.ac.at/models/). El conjunto de datos consta de cuatro archivos TIF y un archivo 'léame'. Los archivos TIF dan las cargas críticas (CLmax (S), CLmin (N), CLmax (N) y CLnut (N)) de China. El archivo 'léame' explica las unidades e información adicional para cargas críticas.

El modelo SMB se ha utilizado ampliamente en todo el mundo y calibramos los parámetros del modelo con referencia a las últimas investigaciones. Sin embargo, las cargas críticas son atributos a largo plazo de los ecosistemas, lo cual es difícil de validar mediante experimentos. Por lo tanto, el control de calidad de los datos de entrada es el enfoque principal para garantizar la confiabilidad de la salida en la actualidad.

Los mapas de alta resolución que utilizamos (p. ej., textura del suelo, materia orgánica del suelo) son datos revisados ​​por pares o datos de depósitos de datos autorizados (p. ej., tipo de suelo, tipo de vegetación), que tienen alta calidad. Para algunos otros datos (por ejemplo, datos fisiológicos de plantas, criterios químicos críticos), los obtuvimos de literatura o manuales, que también pueden considerarse confiables.

Aunque fde es muy complejo y está relacionado con muchos factores además del tipo de bosque, todavía no existe un modelo ampliamente aceptado para calcular fde. Resumimos las observaciones sobre fde de la literatura para diferentes tipos de bosques, que pueden representar mejor la situación real en China en comparación con las relaciones empíricas de uso común.

Las edades del suelo se determinaron por tipo de suelo con base en la literatura. Dado que la contribución de la inmovilización del nitrógeno a las cargas críticas es insignificante, nuestra estimación aproximada de las edades del suelo no provocaría grandes errores. En investigaciones anteriores9, se utilizó una edad del suelo uniforme para todos los tipos de suelo porque los datos disponibles para las edades del suelo eran muy limitados.

La principal incertidumbre surge de la estimación de las tasas de meteorización del suelo, ya que la composición mineralógica de los suelos está poco estudiada y fragmentada. Sin embargo, las tasas de meteorización del mismo tipo de suelo son relativamente similares debido al proceso de formación del suelo similar y, por lo tanto, el método que utilizamos actualmente es aceptable47. En general, este estudio proporciona una estimación de alta calidad de las cargas críticas en China en las condiciones existentes.

Todos los cálculos se realizaron en ESRI ArcGIS 10.5 y no se utilizó ningún otro código informático.

Duan, L. et al. Deposición ácida en Asia: Emisiones, deposición y efectos en el ecosistema. atmósfera Reinar. 146, 55–69 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Schwartz, SE Deposición ácida: desentrañando un fenómeno regional. Ciencia 243, 753–763 (1989).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Prakash, J., Agrawal, SB & Agrawal, M. Tendencias globales de acidez en la lluvia y su impacto en las plantas y el suelo. J. Ciencias del suelo. Nutrición vegetal. (2022).

Galloway, JN Deposición ácida: Perspectivas en el tiempo y el espacio. Contaminación del suelo del aire del agua. 85, 15–2 (1995).

Artículo ADS CAS Google Académico

Driscoll, CT y col. Deposición ácida en el noreste de los Estados Unidos: Fuentes e insumos, efectos en el ecosistema y estrategias de manejo: Los efectos de la deposición ácida en el noreste de los Estados Unidos incluyen la acidificación del suelo y el agua, lo que estresa la biota terrestre y acuática. BioScience 51, 180–198 (2001).

Artículo Google Académico

Larssen, T. et al. La deposición ácida y sus efectos en China: una descripción general. Reinar. ciencia Política 2, 9–24 (1999).

Artículo CAS Google Académico

Schofield, CL Precipitación ácida: Efectos sobre los peces. Ambiente 5, 228–230 (1976).

Google Académico

Nilsson, J. Cargas críticas para azufre y nitrógeno. En: Mathy, P. (eds) Contaminación del aire y ecosistemas (Springer, 1988).

Duan, L. Estudio sobre el mapeo de cargas críticas de deposición ácida en China Tesis doctoral, Universidad de Tsinghua, (2000).

Hettelingh, JP, Posch, M., De Smet, PAM & Downing, RJ El uso de cargas críticas en los acuerdos de reducción de emisiones en Europa. Contaminación del suelo del aire del agua. 85, 2381–2388, https://doi.org/10.1007/BF01186190 (1995).

Artículo ADS CAS Google Académico

Pardo, LH et al. Efectos de la deposición de nitrógeno y las cargas críticas empíricas de nitrógeno para las ecorregiones de los Estados Unidos. Ecol. aplicación 21, 3049–3082 (2011).

Artículo Google Académico

Posch, M., Hettelingh, J.-P. & Mayerhofer, PJT Superaciones pasadas y futuras de las cargas críticas de nitrógeno en Europa. ciencia World J. 1, 945–952 (2001).

Artículo Google Académico

Blet, TF et al. ENFOQUE: Un estudio piloto para el desarrollo de cargas críticas a escala nacional en los Estados Unidos. Reinar. ciencia Política 38, 225–236 (2014).

Artículo Google Académico

Hettelingh, JP, Posch, M., Slootweg, J. Cargas críticas europeas: base de datos, biodiversidad y ecosistemas en riesgo. Informe No. 2017-0155, (Instituto Nacional de Salud Pública y Medio Ambiente, 2017).

Clark, CM et al. Deposición atmosférica y excesos de cargas críticas entre 1800 y 2025 para los Estados Unidos continentales. Ecol. aplicación 28, 978–1002 (2018).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Yu, Q., Duan, L. & Hao, J. Deposición ácida en China: Fuentes, efectos y control. Acta Sci. Circunstancia. 41, 731–746 (2021).

CAS Google Académico

Galloway, JN, Dianwu, Z., Jiling, X. & Likens, GE Lluvia ácida: China, Estados Unidos y un área remota. Ciencia 236, 1559-1562 (1987).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Larssen, T. et al. Lluvia ácida en China. Reinar. ciencia Tecnología 40, 418–425 (2006).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Hao, J., Duan, L., Zhou, X. & Fu, L. Aplicación de un modelo LRT para el control de la lluvia ácida en China. Reinar. ciencia Tecnología 35, 3407–3415 (2001).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Zhao, Y., Duan, L., Larssen, T., Hu, L. y Hao, J. Evaluación simultánea de los efectos de deposición de cationes básicos, azufre y nitrógeno utilizando una función de carga crítica ampliada para la acidificación. Reinar. ciencia Tecnología 41, 1815–1820 (2007).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Zhao, Y. et al. Acidificación del suelo en China: ¿es suficiente controlar las emisiones de SO2? Reinar. ciencia Tecnología 43, 8021–8026 (2009).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Zhao, W., Zhao, Y., Ma, M., Chang, M. y Duan, L. Variabilidad a largo plazo en la deposición de cationes básicos, azufre y nitrógeno y exceso de carga crítica de los ecosistemas terrestres en China. Reinar. contaminar 289, 117974 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dong, Z. et al. Respuestas de la deposición de nitrógeno y azufre al control de emisiones de NH3 en el delta del río Yangtze, China. Reinar. contaminar 308, 119646 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Sverdrup, H. & Vries, DW Cálculo de cargas críticas para acidez con el método de balance de masa simple. Contaminación del suelo del aire del agua. 72, 143–162 (1994).

Artículo ADS CAS Google Académico

De Vries, W., Hettlingh, J.-P. & Posch, M. Cargas críticas y evaluaciones de riesgos dinámicos: nitrógeno, acidez y metales en ecosistemas terrestres y acuáticos Environmental Pollution Series vol. 25 (Primavera, 2015).

CLRTAP. Mapeo de cargas críticas para ecosistemas www.icpmapping.org (2017).

Warfvinge, P. & Sverdrup, H. Cálculo de cargas críticas de deposición ácida con PERFIL: un modelo químico de suelo en estado estacionario. Contaminación del suelo del aire del agua. 63, 119–143 (1992).

Artículo ADS CAS Google Académico

FAO/IIASA/ISRIC/ISS-CAS/JRC. Base de datos mundial armonizada de suelos (versión 1.2). FAO, Roma, Italia e IIASA, Laxenburg, Austria. https://www.fao.org/soils-portal/data-hub/soil-maps-and-databases/harmonized-world-soil-database-v12/en/ (2009).

Meng, X. & Wang, H. Conjuntos de datos de asimilación meteorológica de China para el modelo SWAT - temperatura del suelo versión 1.0 (2009-2013). Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana https://doi.org/10.3972/westdc.004.2017.db (2018).

Shi, C. et al. Asimilación de datos EnKF de humedad del suelo de China basada en datos de teledetección satelital. ciencia Ciencia de la Tierra de China. 54, 1430–1440 (2011).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Zhu, Q., Jin, J., Fang, X. Conjunto de datos volumétricos mensuales de humedad del suelo con una resolución de 0,08333° en China (1960-2012). Centro Nacional de Datos Científicos del Sistema Terrestre http://www.geodata.cn/data/datadetails.html?dataguid=9841130&docId=6047 (2020).

Phelan, J. et al. Estimación de las tasas de meteorización de cationes básicos del suelo con el modelo PROFILE para determinar cargas críticas de acidez para ecosistemas boscosos en Pensilvania, EE. UU.: Aplicación piloto de una posible metodología nacional. Contaminación del suelo del aire del agua. 225, 2109 (2014).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Duan, L., Huang, Y., Hao, J. & Zhou, Z. Absorción de nitrógeno y cationes básicos por parte de la vegetación en China y su papel en la acidificación del suelo. Reinar. ciencia 23, 68–74 (2002).

Google Académico

Comité Editorial del Mapa de Vegetación de China, Academia de Ciencias de China. Centro Nacional de Datos del Desierto de la Criosfera http://www.ncdc.ac.cn/portal/metadata/20d2728d-8845-4a8b-a546-5f4f50fb036d (2020).

Liu, L. & Mao, A. Edades de radiocarbono de los suelos en China. Ley Pedol. Pecado. Rev. 38, 506–513 (2001).

CAS Google Académico

Shangguan, W. et al. Un conjunto de datos de propiedades del suelo de China para el modelado de la superficie terrestre. j adv. Modelo. Sistema Tierra 5, 212–224 (2013).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Dai, Y. & Shangguan, W. Conjunto de datos de las propiedades del suelo para el modelado de la superficie terrestre en China. Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana https://doi.org/10.11888/Soil.tpdc.270281 (2019).

Colmillo, Y. et al. La desnitrificación microbiana domina las pérdidas de nitrato de los ecosistemas forestales. PNAS 112, 1470–1474 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yu, Q. Destino del azufre y el nitrógeno depositados en ecosistemas de bosques subtropicales típicos, tesis doctoral del sur de China, Universidad de Tsinghua (2019).

Duan, L. et al. Modelado del transporte atmosférico y la deposición de calcio en China. Universidad J. Tsinghua. (Sci. Technol.) 47, 1462–1465 (2007).

CAS Google Académico

Subdivisión de Procesos Atmosféricos de Mesoescala/Laboratorio de Atmósferas/División de Ciencias de la Tierra/Dirección de Ciencia y Exploración/Centro de Vuelo Espacial Goddard/NASA, y Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre/Universidad de Maryland. GPCP Versión 1.3 Conjunto de datos de precipitación diaria de un grado. Archivo de datos de investigación en el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas https://doi.org/10.5065/PV8B-HV76 (2018)

Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo (ECMWF). El conjunto de datos de reanálisis provisional de ERA, servicio de cambio climático de Copérnico. https://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=sfc/ (2011)

Xia, Y., Zhao, Y. & Nielsen, CP Beneficios de los esfuerzos de China en el control de contaminantes gaseosos indicados por las emisiones ascendentes y las observaciones satelitales 2000–2014. atmósfera Reinar. 136, 43–53 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhao, Y. et al. ¿El control de PM socavará los esfuerzos de China para reducir la acidificación del suelo? Reinar. contaminar 159, 2726–2732 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Xiong, Y. & Zhang, J. Zonificación de escorrentía en China. (Prensa científica, 1995).

Ge, X. & Duan, L. Cargas críticas de nitrógeno y azufre en China en 2015. Centro Nacional de Datos de la Meseta Tibetana https://doi.org/10.11888/HumanNat.tpdc.300115 (2022).

Duan, L., Xie, S., Zhou, Z. y Hao, J. Cargas críticas de deposición ácida en suelo en China. Contaminación del suelo del aire del agua. 118, 35–51 (2000).

Artículo ADS CAS Google Académico

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State Key Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, School of Environment, Tsinghua University, Beijing, 100084, China

Xiaodong Ge, Lei Duan y Jiming Hao

State Key Laboratory of Pollution Control & Resource Reuse and School of the Environment, Universidad de Nanjing, Nanjing, Jiangsu, 210023, China

Qian Yu y Yu Zhao

Laboratorio Estatal de Protección Ambiental Clave de Fuentes y Control del Complejo de Contaminación Atmosférica, Universidad de Tsinghua, Beijing, 100084, China

Lei Duan y Jiming Hao

Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), Schlossplatz 1, 2361, Laxenburg, Austria

Maximiliano Posch

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L. Duan, JM Hao y XD Ge dirigieron la investigación y redactaron el manuscrito. XD Ge y Q. Yu recopilaron los datos. XD Ge realizó el modelado de cargas críticas. Y. Zhao realizó un modelo de deposición de cationes básicos. Q. Yu, Y. Zhao y M. Posch brindaron importantes consejos sobre el modelado de cargas críticas y el manuscrito.

Correspondencia a Lei Duan.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Ge, X., Yu, Q., Duan, L. et al. Mapas de alta resolución de cargas críticas de azufre y nitrógeno en China. Datos científicos 10, 339 (2023). https://doi.org/10.1038/s41597-023-02178-z

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Recibido: 26 enero 2023

Aceptado: 24 abril 2023

Publicado: 31 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41597-023-02178-z

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