China is experiencing intense air pollution caused in large part by anthropogenic emissions of reactive nitrogen. These emissions result in the deposition of atmospheric nitrogen (N) in terrestrial and aquatic ecosystems, with implications for human and ecosystem health, greenhouse gas balances and biological diversity. However, information on the magnitude and environmental impact of N deposition in China is limited. Here we use nationwide data sets on bulk N deposition, plant foliar N and crop N uptake (from long-term unfertilized soils) to evaluate N deposition dynamics and their effect on ecosystems across China between 1980 and 2010. We find that the average annual bulk deposition of N increased by approximately 8 kilograms of nitrogen per hectare (P < 0.001) between the 1980s (13.2 kilograms of nitrogen per hectare) and the 2000s (21.1 kilograms of nitrogen per hectare). Nitrogen deposition rates in the industrialized and agriculturally intensified regions of China are as high as the peak levels of deposition in northwestern Europe in the 1980s, before the introduction of mitigation measures. Nitrogen from ammonium (NH4+) is the dominant form of N in bulk deposition, but the rate of increase is largest for deposition of N from nitrate (NO3−), in agreement with decreased ratios of NH3 to NOx emissions since 1980. We also find that the impact of N deposition on Chinese ecosystems includes significantly increased plant foliar N concentrations in natural and semi-natural (that is, non-agricultural) ecosystems and increased crop N uptake from long-term-unfertilized croplands. China and other economies are facing a continuing challenge to reduce emissions of reactive nitrogen, N deposition and their negative effects on human health and the environment.
China ervaart een intense luchtvervuiling die voor een groot deel wordt veroorzaakt door antropogene emissies van reactieve stikstof (N). Deze emissies resulteren in de afzetting van atmosferische stikstof (N) in terrestrische en aquatische ecosystemen, met gevolgen voor de gezondheid van de mens en zijn ecosysteem, de verhoudingen van broeikasgassen in de atmosfeer en de biologische diversiteit. Echter, informatie over de omvang en de milieueffecten van stikstofdepositie in China is beperkt. Om de dynamiek en effecten van stikstofdepositie in China tussen 1980 en 2010 te onderzoeken gebruiken we landelijke datasets met gegevens over bulkstikstofdepositie, stikstofgehaltes in plantenbladeren en stikstofopname door gewassen (in langdurig onbemeste bodems). De resultaten laten zien dat de gemiddelde jaarlijkse totale depositie van stikstof steeg met ongeveer 8 kilogram stikstof per hectare (p <0,001) tussen 1980 (13,2 kilogram stikstof per hectare) en 2000 (21,1 kilogram stikstof per hectare). Stikstofdepositiesnelheden in de intensieve geïndustrialiseerde en agrarische regio's van China zijn net zo hoog als de hoogste stikstofdepositiesnelheden in Noordwest-Europa in de jaren 80, vóór de invoering van beperkingen op de uitstoot van stikstof. Stikstof uit ammonium (NH4+) is de dominante vorm van stikstof in de bulkdepositie, maar het stijgingspercentage is het grootst voor de depositie van nitraat (NO3-), wat in overeenstemming is met de verminderde uitstootpercentages van NH3 en NOx sinds 1980. De resultaten van dit onderzoek laten ook zien dat stikstofdepositie op de Chinese ecosystemen heeft geleid tot een aanzienlijke toename van stikstofconcentratie in plantenbladeren in zowel natuurlijke als semi-natuurlijke (dat wil zeggen, niet-agrarische) ecosystemen. Ook heeft het geleid tot een verhoogde stikstofopname door gewassen op langdurig onbemeste bodems. China en andere economieën worden geconfronteerd met een voortdurende uitdaging om de uitstoot van reactieve stikstofdepositie en daarmee hun negatieve effecten op de menselijke gezondheid en het milieu te verminderen.