氮素是動植物生長所必須的生命元素,在水、土、氣、生四大圈層間遷移轉(zhuǎn)化。近年來,由于人口增加導致動植物的產(chǎn)品需求增加,從而全球氮素使用量激增。在食物生產(chǎn)與消費過程中,如果某一時間或者某一子系統(tǒng)中的氮素數(shù)量異常,都會引起系統(tǒng)功能結構紊亂,引發(fā)氮素資源環(huán)境問題。探索氮素流動通量、利用效率和氮素環(huán)境損失,明確其驅(qū)動因子,對于保障人類食品安全,促進氮素資源高效利用以及生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展有重要意義。河北省是農(nóng)業(yè)大省,曲周縣是一個典型的集約化農(nóng)區(qū),由于氮素利用效率低導致的環(huán)境問題日益凸顯。1986年是國家“七五”計劃的開始,受“六五”經(jīng)濟發(fā)展過熱的影響,對工、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展進行了整治。本研究以曲周縣為研究區(qū)域,以1986–2017年的統(tǒng)計資料,結合實測數(shù)據(jù),構建了食物生產(chǎn)與消費過程中氮素梯級流動模型,通過多元統(tǒng)計法定量分析了各梯級氮素通量、利用效率和環(huán)境負荷特征。以此為基礎,采用驅(qū)動力D-壓力P-狀態(tài)S-影響I-響應R模型（DPSIR）模型評價方法構建評價指標體系,對氮素利用可持續(xù)性進行評價,并用灰色預測法對未來水平進行預測。通過情景分析提出調(diào)控策略。主要研究結果如下:（1）曲周縣食物生產(chǎn)與消費系統(tǒng)單... 

【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

各大洲氮素生產(chǎn)速率比較

第1章緒論8圖1.3中國農(nóng)牧系統(tǒng)氮素利用率Fig1.3Nitrogenuseefficiencyofthecrop-productionandlivestock-breedingsystem(NUEc-a)inChina（2）食物生產(chǎn)與消費系統(tǒng)有學者[50,60]首次建立了氮素養(yǎng)分在食物鏈與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的整合流動框架、計算方法和參數(shù)，運用物質(zhì)流原理研究氮素養(yǎng)分在生產(chǎn)和消費體系中的流動特征，更直觀地分析了各子系統(tǒng)氮素養(yǎng)分的利用和環(huán)境排放。研究表明[8]，氮素在食物生產(chǎn)與消費過程中幾個步驟會將氮素損失進入環(huán)境。如圖1.4a所示，假設100kg氮肥進入農(nóng)田生產(chǎn)系統(tǒng)中，循環(huán)流動后最終僅有14kg氮素以植物性食品氮的形式被人體吸收；而農(nóng)田生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖結合發(fā)展后，流經(jīng)畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)后，最終僅有4kg氮素以動物性食品的形式被人體吸收（見圖1.4b），因此，有96%的氮素會進入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)再循環(huán)或損失進入環(huán)境。在研究長春地區(qū)的食物鏈系統(tǒng)養(yǎng)分管理問題[61]時，以NUFER模型為基礎，計算了1993–2013年長春市的氮素總輸入量增加了將近2倍；植物性食品氮生產(chǎn)量減少，動植物氮消費量增加；期間食物鏈系統(tǒng)的氮素利用率由16.90%下降至10.60%。以1995–2012年南京市食物生產(chǎn)消費變化[62]為基礎，分析了食物生產(chǎn)消費過程中氮素的流動通量及環(huán)境負荷，結果表明農(nóng)田和畜禽氮素綜合利用率提高了30.09%，但仍低于全國水平；環(huán)境負荷由100.49GgN·yr-1下降到69.90GgN·yr-1。城鎮(zhèn)化率的提高會促進居民對食品氮的需求。對長三角地區(qū)食物鏈氮素平衡研究[63,64]，2000–2013年常熟市食物鏈年平均氮素損失量為2.34×104t，其中40.33%進入水體，29.65%進入大氣，其余盈余于土壤；農(nóng)田生產(chǎn)系統(tǒng)、畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)和家庭消費系統(tǒng)損失率均在65%以上；2014年蘇州市水體氮負荷為1.70×104t，有0.58×104t進入大

第1章緒論9氣環(huán)境，秸稈氮資源化率為84.03%，畜禽糞尿氮和家庭消費子系統(tǒng)的廢棄物氮資源化率均低于50%，環(huán)境損失嚴重。圖1.4食物鏈氮素流動Fig1.4Nitrogencascadeinthefoodchain在上述氮素流動研究成果的指導下，各國專家提出了各種各樣因地適宜的氮素管理技術與方法，如農(nóng)田養(yǎng)分管理技術、施肥技術、飼料科學養(yǎng)分配方技術、畜禽糞尿和人糞尿處理技術、合理膳食、垃圾資源化等技術。政府頒布并實施了諸如化肥和有機肥補貼政策、畜禽養(yǎng)殖規(guī)模限制法律法規(guī)等政策。以上研究對于保障人類食品安全、促進氮素高效利用和生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展有重要意義。然而，以可持續(xù)發(fā)展理念為前提，以“社會-經(jīng)濟-資源-環(huán)境”綜合體系的可持續(xù)發(fā)展為目標，提出可行的氮素流動管理策略的氮素流動研究需要進一步探索。1.2.3DPSIR模型研究進展隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，氮素資源供給不平衡的矛盾愈發(fā)尖銳。面對這種情況，必須堅持科學發(fā)展觀，以可持續(xù)發(fā)展理念為指導思想，努力實現(xiàn)氮素資源的可持續(xù)利用。氮素資源可持續(xù)利用不僅需要社會經(jīng)濟的推動，氮素資源系統(tǒng)自身的運轉(zhuǎn)，以及相關政策制度的運行，還需要他們之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和平衡發(fā)展。DPSIR是驅(qū)動力（Driveforce）、壓力（Pressure）、狀態(tài)（State）、影響（Impact）、響應（Response）的首字母縮寫，其最初是由歐洲環(huán)境組織（EEA）為研究經(jīng)濟發(fā)展、社會和諧和環(huán)境之間的關系提出，模型涵蓋了經(jīng)濟、社會和環(huán)境三大要素，全面描述環(huán)境系統(tǒng)變化的因果關系。研究者利用DPSIR模型取得了進展，利用該模型篩選出43個評價指標后對國家大型煤電基地的生態(tài)環(huán)境效應進行了評估[65]；定量分析了1998–2008年廣東省能源安全發(fā)展和江西省生物燃料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)、發(fā)展和協(xié)調(diào)能力[66,67]。DPSIR模型結合實測數(shù)據(jù)對寧

【參考文獻】：
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本文編號：3080006