为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估...为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估算我国2001—2020年人均食物氮足迹,建立组合预测体系。结果显示:2001—2020年,我国人均食物氮足迹由16.04 kg N/a增至18.95 kg N/a;全国食物氮足迹由20.47 Mt N/a增至26.76 Mt N/a;居民饮食结构正由以植物源食物为主的低氮消费模式转向以动物源食物为主的高氮消费模式;食物生产过程产生的活性氮的最终归宿为大气(64.3%)、水体和深层土壤(35.7%);我国食物氮足迹与人均可支配收入、城市化率、动物源食物消费氮占比呈正相关性,与恩格尔系数呈负相关性;未来10 a我国人均食物氮足迹呈增长趋势,预测结果显示年均增幅为0.16 kg N/a。展开更多
【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resou...【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,以“农田–畜牧”系统为研究对象,量化京津冀地区农牧系统氮素流动特征及利用效率,并针对输入输出平衡施氮和增加畜禽粪便还田量替代化肥两种措施,通过情景分析评估该地区化学氮肥减施潜力。【结果】京津冀地区农田系统和畜牧系统氮素输入量分别为296.1万t和133.6万t,农牧系统氮素总体输入量为306.6万t,其中化学氮肥是最大的输入项,占总输入量的62.5%。农田系统、畜牧系统氮素利用率分别为40.6%和25.0%,农牧系统整体氮素利用率为33.8%,农牧系统氮素循环再利用率为55.2%,生产单位氮含量食物产品所需氮素投入量为3.0 kg/kg。在该地区,土壤氮素累积量为51.2万t(占总输入量的16.7%),环境排放总量为140.4万t(占总输入量的45.8%)。环境排放中,氨挥发(包括农田和畜禽粪便氨挥发)和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径,分别占总氮投入量的21.0%和9.5%。氮素土壤累积和畜禽粪便水体排放与堆置为两种最易调控的损失途径。通过输入输出平衡降低氮素土壤累积量,此地区有40%的氮肥减施潜力,此时,农牧系统氮素总投入量为230.0万t,农田和农牧系统氮素利用率分别较当前增加14.1和11.3个百分点;继续优化氮素管理,增加部分畜禽粪便还田量(减少水体排放与堆置部分)以替代化肥,则该地区有50%的氮肥减施潜力,且在此状态下,农牧系统氮素总投入量为210.8万t,较当前降低31.2%,农田系统和农牧系统氮素利用率分别增加15.3和15.4个百分点,氮素环境排放量降低36.2%,氮素循环再利用率增加20.0%,食物氮代价降低33.3%。【结论】化学氮肥施用量大,农牧分离是京津冀地区农牧系统氮素利用效率低的主要原因。在农牧系统氮素管理中,通过平衡作物生产中的氮素投入,系统氮素投入的减少潜力为40%。如果能进一步合理利用有机资源,增加畜禽粪便还田率,化学氮肥减施的总潜力可达50%,并可提高氮素利用效率,有效降低氮素的环境排放总量。展开更多
明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南...明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南省2010年(氮肥用量快速增长)、2015年(氮肥用量达峰)和2022年(氮肥用量下降)农田-畜牧系统氮素流动特征进行研究,定量系统氮素利用率和损失途径,并通过情景分析,明确河南省化学氮肥减施增效潜力。2010年、2015年和2022年,河南省农牧系统化肥氮总输入量先增加后降低,分别为321.2×10^(4)、337.4×10^(4)和263.7×10^(4) t,2022年较2015年降低21.8%,各年份化肥输入均为系统最大氮素输入项,输出项中除动植物主产品外,土壤累积和氨挥发损失为最大输出项。2010年、2015年和2022年,河南省农田和农牧系统氮利用率逐渐增加,畜牧系统氮利用率变化不大,氮素环境损失总量先增加后降低,占总氮素输入量的45.8%~46.4%。与2015年相比,2022年农田、畜牧和农牧系统氮利用率分别增加9.9、0.2和8.5百分点,氮素环境损失量降低19.2%,同时,氮循环率增加0.9百分点,食物氮代价降低22.9%。情景分析结果表明,河南省农牧系统通过化肥减施、提高畜禽粪污还田比例和优化动物饲料结构3种递进措施,还可分别降低氮肥用量的33.0%、38.4%和37.3%,降低氮素环境损失的20.7%、28.5%和36.6%,农牧系统氮素利用率分别提高10.5、12.8和15.5百分点,减肥增效潜力巨大。河南省的化肥减量增效为农业绿色发展提供了重要支撑作用。展开更多
氮素养分管理问题一直是国内外关注的热点。论文通过整理统计资料和文献数据,利用NUFER(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use)模型,研究了长春地区1993—2013年食物链的氮素流动趋势特征,旨在为该地区氮素的...氮素养分管理问题一直是国内外关注的热点。论文通过整理统计资料和文献数据,利用NUFER(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use)模型,研究了长春地区1993—2013年食物链的氮素流动趋势特征,旨在为该地区氮素的优化管理和相关政策制定提供参考。研究结果表明:1993年长春地区食物链系统氮素的总输入量为26.4×10~4t,至2013年增长至50.8×10~4t;食品生产方面,动物性食品的氮素流量由1993年的0.7×10~4t增长至2013年的2.3×10~4t,而植物性食品氮素流量则由7.1×10~4t减少至6.7×10~4t;食品消费方面,动、植物性食品氮素流量分别由1993年的0.5×10~4和3.3×10~4t增长至2013年的1.4×10~4和3.6×10~4t。20 a间,长春地区食物链各环节的氮素养分利用率均呈下降趋势,其中畜禽和作物生产系统的氮素利用率分别由14.5%和56.1%降至13.2%和48.0%,整个食物链系统的氮素利用率由16.9%下降为10.6%,而与此同时氮素的损失率则由38.2%提高为48.7%。可见,随着经济发展和社会变革,长春地区食物链系统的氮素流动量大幅增加,而氮素利用效率则大幅下降。现阶段,该地区农牧生产和家庭消费中应注意含氮废弃物的管理与循环利用,减少氮素损失,从而提高利用效率。展开更多
【目的】研究云南省农牧生产系统的氮素流动途径并评价其环境效应,提高农牧业氮素利用率,改善农业生态环境,为制定符合云南省农业发展规律的政策提供科学依据,实现社会经济生态的可持续发展。【方法】通过运用食物链养分流动模型(nutrie...【目的】研究云南省农牧生产系统的氮素流动途径并评价其环境效应,提高农牧业氮素利用率,改善农业生态环境,为制定符合云南省农业发展规律的政策提供科学依据,实现社会经济生态的可持续发展。【方法】通过运用食物链养分流动模型(nutrient flows in food chains,environment and resources use,NUFER),从时间序列的角度分析1995—2014年云南省农牧业氮素养分流动时间分异特征,结合GIS,从空间格局角度分析2014年云南省16个地州农牧业氮素养分流动空间分布特征。【结果】1995—2014年云南省农牧系统氮素投入量逐年递增,从1995年的2.1×106 t增至2014年的3.5×10~6 t。氮肥的施用和饲料进口是造成农牧系统氮素投入量增加的主要原因。农田主产品吸氮量与动物生产系统主产品吸氮量在时间上呈现同向增长的关系,农产品吸氮量1995—2014年间上涨2.1倍,动物生产系统主产品吸氮量上涨8.5倍,其中2000年、2006年变化最为剧烈。云南农牧业快速发展的过程中,由于作物播种面积扩大、栽植技术提高,畜牧业养殖规模扩大,模式改良所引起的氮素吸收效率提高。云南省农牧生产系统氮素流动表现出极大的不平衡性;氮素投入呈现放射式分布特征,中心投入量高,四周投入量逐渐递减。吸氮量则表现出与区域社会经济发展状况相协同的特点,经济发达地区吸氮量较高,经济发展滞后的区域,吸氮量较低。由于地形条件引起的径流、侵蚀、淋洗,以及由于施肥方式不合理所引起的氨挥发是导致农牧生产系统中氮素损失的重要原因。根据云南省氮素投入、吸收和损失规律,可将各地州划分为高投入高排放(大理、昆明、红河)、高投入低排放(曲靖、丽江、楚雄等)、低投入高排放(迪庆、昭通等)和低投入低排放(怒江、普洱)4大类型。【结论】云南省传统施肥方式导致施肥过量,大量肥料通过氨挥发的方式排入大气中,动物养殖过程中产生的粪尿中氮素通过径流、淋溶进入水体,造成农业生产过程中经济效益的降低、环境污染。从空间格局上看,大理、昆明、红河的氮素损失较高。今后亟需改进化肥施用方式,提高化肥利用率,改进畜牧业养殖模式,提高粪尿有机还田的数量。针对主要区域重点治理,采用因地制宜的农牧体系氮素优化管理技术、增加粪尿养分循环和提高氮养分效率,减少氮素向大气和水体中的排放数量,从而实现农牧体系氮素的合理循环。展开更多
在保障粮食安全的前提下,东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进了农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究区域,以农牧系统为研究边界,通过实地调研、统计数据和文献,结合食物链养分流动模型(NUFER:NUtrient flows i...在保障粮食安全的前提下,东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进了农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究区域,以农牧系统为研究边界,通过实地调研、统计数据和文献,结合食物链养分流动模型(NUFER:NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)定量分析1990—2020年农牧系统氮磷养分流动、利用效率和环境损失,探究气候和社会经济因素对氮磷排放的驱动作用,并设置平衡施肥(减少化肥施用)和有机肥替代(提升有机物料替代)两种情景评估该县减排潜力。结果表明,相对于1990年,2020年农安县农牧体系氮磷输入量分别下降45%和23%,其中化肥施用是最大的输入项。作物和农牧系统养分利用率波动增加,而畜禽系统养分利用率下降并逐渐趋于稳定。农牧体系氮磷损失量较1990年分别减少41%和增加29%。农田氨挥发、径流侵蚀和畜禽粪便直排为主要排放途径。通过平衡施肥和有机替代,土壤氮磷积累处于较低水平,至2030年农安县化学氮肥有80%的减施潜力,化学磷肥有85%的减施潜力,且氮磷养分环境排放均减少67%,作物和农牧系统养分利用率均增长50%以上。综上,农安县农牧体系未来可通过增加秸秆和粪便还田量提升化肥减施潜力。东北黑土区应继续深化化肥零增长政策,推行有机废弃物资源化利用,实现农牧系统协同优化发展。展开更多
文摘为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估算我国2001—2020年人均食物氮足迹,建立组合预测体系。结果显示:2001—2020年,我国人均食物氮足迹由16.04 kg N/a增至18.95 kg N/a;全国食物氮足迹由20.47 Mt N/a增至26.76 Mt N/a;居民饮食结构正由以植物源食物为主的低氮消费模式转向以动物源食物为主的高氮消费模式;食物生产过程产生的活性氮的最终归宿为大气(64.3%)、水体和深层土壤(35.7%);我国食物氮足迹与人均可支配收入、城市化率、动物源食物消费氮占比呈正相关性,与恩格尔系数呈负相关性;未来10 a我国人均食物氮足迹呈增长趋势,预测结果显示年均增幅为0.16 kg N/a。
文摘【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,以“农田–畜牧”系统为研究对象,量化京津冀地区农牧系统氮素流动特征及利用效率,并针对输入输出平衡施氮和增加畜禽粪便还田量替代化肥两种措施,通过情景分析评估该地区化学氮肥减施潜力。【结果】京津冀地区农田系统和畜牧系统氮素输入量分别为296.1万t和133.6万t,农牧系统氮素总体输入量为306.6万t,其中化学氮肥是最大的输入项,占总输入量的62.5%。农田系统、畜牧系统氮素利用率分别为40.6%和25.0%,农牧系统整体氮素利用率为33.8%,农牧系统氮素循环再利用率为55.2%,生产单位氮含量食物产品所需氮素投入量为3.0 kg/kg。在该地区,土壤氮素累积量为51.2万t(占总输入量的16.7%),环境排放总量为140.4万t(占总输入量的45.8%)。环境排放中,氨挥发(包括农田和畜禽粪便氨挥发)和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径,分别占总氮投入量的21.0%和9.5%。氮素土壤累积和畜禽粪便水体排放与堆置为两种最易调控的损失途径。通过输入输出平衡降低氮素土壤累积量,此地区有40%的氮肥减施潜力,此时,农牧系统氮素总投入量为230.0万t,农田和农牧系统氮素利用率分别较当前增加14.1和11.3个百分点;继续优化氮素管理,增加部分畜禽粪便还田量(减少水体排放与堆置部分)以替代化肥,则该地区有50%的氮肥减施潜力,且在此状态下,农牧系统氮素总投入量为210.8万t,较当前降低31.2%,农田系统和农牧系统氮素利用率分别增加15.3和15.4个百分点,氮素环境排放量降低36.2%,氮素循环再利用率增加20.0%,食物氮代价降低33.3%。【结论】化学氮肥施用量大,农牧分离是京津冀地区农牧系统氮素利用效率低的主要原因。在农牧系统氮素管理中,通过平衡作物生产中的氮素投入,系统氮素投入的减少潜力为40%。如果能进一步合理利用有机资源,增加畜禽粪便还田率,化学氮肥减施的总潜力可达50%,并可提高氮素利用效率,有效降低氮素的环境排放总量。
文摘明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南省2010年(氮肥用量快速增长)、2015年(氮肥用量达峰)和2022年(氮肥用量下降)农田-畜牧系统氮素流动特征进行研究,定量系统氮素利用率和损失途径,并通过情景分析,明确河南省化学氮肥减施增效潜力。2010年、2015年和2022年,河南省农牧系统化肥氮总输入量先增加后降低,分别为321.2×10^(4)、337.4×10^(4)和263.7×10^(4) t,2022年较2015年降低21.8%,各年份化肥输入均为系统最大氮素输入项,输出项中除动植物主产品外,土壤累积和氨挥发损失为最大输出项。2010年、2015年和2022年,河南省农田和农牧系统氮利用率逐渐增加,畜牧系统氮利用率变化不大,氮素环境损失总量先增加后降低,占总氮素输入量的45.8%~46.4%。与2015年相比,2022年农田、畜牧和农牧系统氮利用率分别增加9.9、0.2和8.5百分点,氮素环境损失量降低19.2%,同时,氮循环率增加0.9百分点,食物氮代价降低22.9%。情景分析结果表明,河南省农牧系统通过化肥减施、提高畜禽粪污还田比例和优化动物饲料结构3种递进措施,还可分别降低氮肥用量的33.0%、38.4%和37.3%,降低氮素环境损失的20.7%、28.5%和36.6%,农牧系统氮素利用率分别提高10.5、12.8和15.5百分点,减肥增效潜力巨大。河南省的化肥减量增效为农业绿色发展提供了重要支撑作用。
文摘氮素养分管理问题一直是国内外关注的热点。论文通过整理统计资料和文献数据,利用NUFER(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use)模型,研究了长春地区1993—2013年食物链的氮素流动趋势特征,旨在为该地区氮素的优化管理和相关政策制定提供参考。研究结果表明:1993年长春地区食物链系统氮素的总输入量为26.4×10~4t,至2013年增长至50.8×10~4t;食品生产方面,动物性食品的氮素流量由1993年的0.7×10~4t增长至2013年的2.3×10~4t,而植物性食品氮素流量则由7.1×10~4t减少至6.7×10~4t;食品消费方面,动、植物性食品氮素流量分别由1993年的0.5×10~4和3.3×10~4t增长至2013年的1.4×10~4和3.6×10~4t。20 a间,长春地区食物链各环节的氮素养分利用率均呈下降趋势,其中畜禽和作物生产系统的氮素利用率分别由14.5%和56.1%降至13.2%和48.0%,整个食物链系统的氮素利用率由16.9%下降为10.6%,而与此同时氮素的损失率则由38.2%提高为48.7%。可见,随着经济发展和社会变革,长春地区食物链系统的氮素流动量大幅增加,而氮素利用效率则大幅下降。现阶段,该地区农牧生产和家庭消费中应注意含氮废弃物的管理与循环利用,减少氮素损失,从而提高利用效率。
文摘【目的】研究云南省农牧生产系统的氮素流动途径并评价其环境效应,提高农牧业氮素利用率,改善农业生态环境,为制定符合云南省农业发展规律的政策提供科学依据,实现社会经济生态的可持续发展。【方法】通过运用食物链养分流动模型(nutrient flows in food chains,environment and resources use,NUFER),从时间序列的角度分析1995—2014年云南省农牧业氮素养分流动时间分异特征,结合GIS,从空间格局角度分析2014年云南省16个地州农牧业氮素养分流动空间分布特征。【结果】1995—2014年云南省农牧系统氮素投入量逐年递增,从1995年的2.1×106 t增至2014年的3.5×10~6 t。氮肥的施用和饲料进口是造成农牧系统氮素投入量增加的主要原因。农田主产品吸氮量与动物生产系统主产品吸氮量在时间上呈现同向增长的关系,农产品吸氮量1995—2014年间上涨2.1倍,动物生产系统主产品吸氮量上涨8.5倍,其中2000年、2006年变化最为剧烈。云南农牧业快速发展的过程中,由于作物播种面积扩大、栽植技术提高,畜牧业养殖规模扩大,模式改良所引起的氮素吸收效率提高。云南省农牧生产系统氮素流动表现出极大的不平衡性;氮素投入呈现放射式分布特征,中心投入量高,四周投入量逐渐递减。吸氮量则表现出与区域社会经济发展状况相协同的特点,经济发达地区吸氮量较高,经济发展滞后的区域,吸氮量较低。由于地形条件引起的径流、侵蚀、淋洗,以及由于施肥方式不合理所引起的氨挥发是导致农牧生产系统中氮素损失的重要原因。根据云南省氮素投入、吸收和损失规律,可将各地州划分为高投入高排放(大理、昆明、红河)、高投入低排放(曲靖、丽江、楚雄等)、低投入高排放(迪庆、昭通等)和低投入低排放(怒江、普洱)4大类型。【结论】云南省传统施肥方式导致施肥过量,大量肥料通过氨挥发的方式排入大气中,动物养殖过程中产生的粪尿中氮素通过径流、淋溶进入水体,造成农业生产过程中经济效益的降低、环境污染。从空间格局上看,大理、昆明、红河的氮素损失较高。今后亟需改进化肥施用方式,提高化肥利用率,改进畜牧业养殖模式,提高粪尿有机还田的数量。针对主要区域重点治理,采用因地制宜的农牧体系氮素优化管理技术、增加粪尿养分循环和提高氮养分效率,减少氮素向大气和水体中的排放数量,从而实现农牧体系氮素的合理循环。
文摘在保障粮食安全的前提下,东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进了农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究区域,以农牧系统为研究边界,通过实地调研、统计数据和文献,结合食物链养分流动模型(NUFER:NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)定量分析1990—2020年农牧系统氮磷养分流动、利用效率和环境损失,探究气候和社会经济因素对氮磷排放的驱动作用,并设置平衡施肥(减少化肥施用)和有机肥替代(提升有机物料替代)两种情景评估该县减排潜力。结果表明,相对于1990年,2020年农安县农牧体系氮磷输入量分别下降45%和23%,其中化肥施用是最大的输入项。作物和农牧系统养分利用率波动增加,而畜禽系统养分利用率下降并逐渐趋于稳定。农牧体系氮磷损失量较1990年分别减少41%和增加29%。农田氨挥发、径流侵蚀和畜禽粪便直排为主要排放途径。通过平衡施肥和有机替代,土壤氮磷积累处于较低水平,至2030年农安县化学氮肥有80%的减施潜力,化学磷肥有85%的减施潜力,且氮磷养分环境排放均减少67%,作物和农牧系统养分利用率均增长50%以上。综上,农安县农牧体系未来可通过增加秸秆和粪便还田量提升化肥减施潜力。东北黑土区应继续深化化肥零增长政策,推行有机废弃物资源化利用,实现农牧系统协同优化发展。
