河北曲周食物链氮素利用与评价
发布时间：2021-03-13 09:54
氮素是动植物生长所必须的生命元素,在水、土、气、生四大圈层间迁移转化。近年来,由于人口增加导致动植物的产品需求增加,从而全球氮素使用量激增。在食物生产与消费过程中,如果某一时间或者某一子系统中的氮素数量异常,都会引起系统功能结构紊乱,引发氮素资源环境问题。探索氮素流动通量、利用效率和氮素环境损失,明确其驱动因子,对于保障人类食品安全,促进氮素资源高效利用以及生态环境健康发展有重要意义。河北省是农业大省,曲周县是一个典型的集约化农区,由于氮素利用效率低导致的环境问题日益凸显。1986年是国家“七五”计划的开始,受“六五”经济发展过热的影响,对工、农业经济的发展进行了整治。本研究以曲周县为研究区域,以1986–2017年的统计资料,结合实测数据,构建了食物生产与消费过程中氮素梯级流动模型,通过多元统计法定量分析了各梯级氮素通量、利用效率和环境负荷特征。以此为基础,采用驱动力D-压力P-状态S-影响I-响应R模型（DPSIR）模型评价方法构建评价指标体系,对氮素利用可持续性进行评价,并用灰色预测法对未来水平进行预测。通过情景分析提出调控策略。主要研究结果如下:（1）曲周县食物生产与消费系统单...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各大洲氮素生产速率比较
第1章绪论8图1.3中国农牧系统氮素利用率Fig1.3Nitrogenuseefficiencyofthecrop-productionandlivestock-breedingsystem(NUEc-a)inChina（2）食物生产与消费系统有学者[50,60]首次建立了氮素养分在食物链与生态环境系统中的整合流动框架、计算方法和参数，运用物质流原理研究氮素养分在生产和消费体系中的流动特征，更直观地分析了各子系统氮素养分的利用和环境排放。研究表明[8]，氮素在食物生产与消费过程中几个步骤会将氮素损失进入环境。如图1.4a所示，假设100kg氮肥进入农田生产系统中，循环流动后最终仅有14kg氮素以植物性食品氮的形式被人体吸收；而农田生产和畜禽养殖结合发展后，流经畜禽养殖系统后，最终仅有4kg氮素以动物性食品的形式被人体吸收（见图1.4b），因此，有96%的氮素会进入农业生产系统再循环或损失进入环境。在研究长春地区的食物链系统养分管理问题[61]时，以NUFER模型为基础，计算了1993–2013年长春市的氮素总输入量增加了将近2倍；植物性食品氮生产量减少，动植物氮消费量增加；期间食物链系统的氮素利用率由16.90%下降至10.60%。以1995–2012年南京市食物生产消费变化[62]为基础，分析了食物生产消费过程中氮素的流动通量及环境负荷，结果表明农田和畜禽氮素综合利用率提高了30.09%，但仍低于全国水平；环境负荷由100.49GgN·yr-1下降到69.90GgN·yr-1。城镇化率的提高会促进居民对食品氮的需求。对长三角地区食物链氮素平衡研究[63,64]，2000–2013年常熟市食物链年平均氮素损失量为2.34×104t，其中40.33%进入水体，29.65%进入大气，其余盈余于土壤；农田生产系统、畜禽养殖系统和家庭消费系统损失率均在65%以上；2014年苏州市水体氮负荷为1.70×104t，有0.58×104t进入大
第1章绪论9气环境，秸秆氮资源化率为84.03%，畜禽粪尿氮和家庭消费子系统的废弃物氮资源化率均低于50%，环境损失严重。图1.4食物链氮素流动Fig1.4Nitrogencascadeinthefoodchain在上述氮素流动研究成果的指导下，各国专家提出了各种各样因地适宜的氮素管理技术与方法，如农田养分管理技术、施肥技术、饲料科学养分配方技术、畜禽粪尿和人粪尿处理技术、合理膳食、垃圾资源化等技术。政府颁布并实施了诸如化肥和有机肥补贴政策、畜禽养殖规模限制法律法规等政策。以上研究对于保障人类食品安全、促进氮素高效利用和生态环境健康发展有重要意义。然而，以可持续发展理念为前提，以“社会-经济-资源-环境”综合体系的可持续发展为目标，提出可行的氮素流动管理策略的氮素流动研究需要进一步探索。1.2.3DPSIR模型研究进展随着我国社会经济的发展，氮素资源供给不平衡的矛盾愈发尖锐。面对这种情况，必须坚持科学发展观，以可持续发展理念为指导思想，努力实现氮素资源的可持续利用。氮素资源可持续利用不仅需要社会经济的推动，氮素资源系统自身的运转，以及相关政策制度的运行，还需要他们之间的协调统一和平衡发展。DPSIR是驱动力（Driveforce）、压力（Pressure）、状态（State）、影响（Impact）、响应（Response）的首字母缩写，其最初是由欧洲环境组织（EEA）为研究经济发展、社会和谐和环境之间的关系提出，模型涵盖了经济、社会和环境三大要素，全面描述环境系统变化的因果关系。研究者利用DPSIR模型取得了进展，利用该模型筛选出43个评价指标后对国家大型煤电基地的生态环境效应进行了评估[65]；定量分析了1998–2008年广东省能源安全发展和江西省生物燃料产业的可持续、发展和协调能力[66,67]。DPSIR模型结合实测数据对宁
【参考文献】：
期刊论文
[1]耕作制度对河北农业生产系统氮流的影响[J]. 王方方,王延华,蔡祖聪,牛新胜,张雅娟. 环境科学与技术. 2019(05)
[2]城市生态系统污染氮足迹与灰水足迹综合评价[J]. 冼超凡,潘雪莲,甄泉,韩宝龙,姜亚琼,周伟奇,欧阳志云. 环境科学学报. 2019(03)
[3]海南农牧生产体系氮素养分流动时空变化特征[J]. 丁尚,郭浩浩,程鸣宇,宋晨阳,刁晓平,赵洪伟. 中国生态农业学报(中英文). 2019(02)
[4]中国城市雾霾治理评价与政策路径研究:以长三角为例[J]. 陈诗一,王建民. 中国人口·资源与环境. 2018(10)
[5]常熟市水体氮负荷对土地利用方式的响应[J]. 陈西,王延华,蔡祖聪,周伟,杨浩. 土壤. 2018(04)
[6]厦门市氮素流动与水环境负荷演变特征[J]. 李彦旻,高兵,汤剑雄,黄葳,崔胜辉. 环境科学学报. 2019(02)
[7]灰色关联—集对聚类预测模型在吉林省用水量预测中的应用[J]. 宋帆,杨晓华,武翡翡,孙波扬,耿雷华. 水资源与水工程学报. 2018(03)
[8]“丝绸之路经济带”中国段土地利用系统安全性评价及阻力分析[J]. 姜长军,李贻学,王一鸣. 地球环境学报. 2018(02)
[9]基于DPSIR模型的企业环境行为评价体系研究[J]. 张连华,王文波,邓泽宏,赵彦超. 安全与环境学报. 2018(01)
[10]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
博士论文
[1]不同空间尺度区域氮素收支[D]. 遆超普.南京农业大学 2011
[2]人类—自然耦合系统氮循环研究—中国案例[D]. 谷保静.浙江大学 2011
[3]中国主要生物质废物环境影响与污染治理策略研究[D]. 罗钰翔.清华大学 2010
[4]中国食物链氮素流动规律及调控策略[D]. 马林.河北农业大学 2010
[5]我国农村畜禽养殖业氮磷排放变化特征及其对农业面源污染的影响[D]. 武淑霞.中国农业科学院 2005
硕士论文
[1]基于DPSIR模型的松原市水资源可持续利用评价[D]. 李红薇.吉林大学 2017
[2]秸秆、猪粪混施对小麦季土壤养分、酶活性及作物氮磷吸收的影响[D]. 李瀚.四川农业大学 2016
[3]基于DPSIR模型的山西省水资源可持续性评价[D]. 马慧敏.太原理工大学 2015
[4]河北省农牧生产体系氮磷养分流动特征及调控途径[D]. 张华芳.河北农业大学 2013
[5]城郊集约化农牧生产体系养分流动特征及调控途径研究[D]. 侯勇.河北农业大学 2011
[6]中国城镇家庭食物消费体系中氮素流动特征分析[D]. 王俊能.湖南农业大学 2010
[7]食物链氮素养分流动评价研究[D]. 高利伟.河北农业大学 2009
[8]黄淮海地区畜禽粪尿氮素资源利用及其环境效应研究[D]. 赵路.河北农业大学 2009
[9]基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究[D]. 杨志鹏.北京大学 2008
[10]中国猪和奶牛粪尿氨（NH3）挥发的评价研究[D]. 刘东.河北农业大学 2007
本文编号：3080006
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各大洲氮素生产速率比较
第1章绪论8图1.3中国农牧系统氮素利用率Fig1.3Nitrogenuseefficiencyofthecrop-productionandlivestock-breedingsystem(NUEc-a)inChina（2）食物生产与消费系统有学者[50,60]首次建立了氮素养分在食物链与生态环境系统中的整合流动框架、计算方法和参数，运用物质流原理研究氮素养分在生产和消费体系中的流动特征，更直观地分析了各子系统氮素养分的利用和环境排放。研究表明[8]，氮素在食物生产与消费过程中几个步骤会将氮素损失进入环境。如图1.4a所示，假设100kg氮肥进入农田生产系统中，循环流动后最终仅有14kg氮素以植物性食品氮的形式被人体吸收；而农田生产和畜禽养殖结合发展后，流经畜禽养殖系统后，最终仅有4kg氮素以动物性食品的形式被人体吸收（见图1.4b），因此，有96%的氮素会进入农业生产系统再循环或损失进入环境。在研究长春地区的食物链系统养分管理问题[61]时，以NUFER模型为基础，计算了1993–2013年长春市的氮素总输入量增加了将近2倍；植物性食品氮生产量减少，动植物氮消费量增加；期间食物链系统的氮素利用率由16.90%下降至10.60%。以1995–2012年南京市食物生产消费变化[62]为基础，分析了食物生产消费过程中氮素的流动通量及环境负荷，结果表明农田和畜禽氮素综合利用率提高了30.09%，但仍低于全国水平；环境负荷由100.49GgN·yr-1下降到69.90GgN·yr-1。城镇化率的提高会促进居民对食品氮的需求。对长三角地区食物链氮素平衡研究[63,64]，2000–2013年常熟市食物链年平均氮素损失量为2.34×104t，其中40.33%进入水体，29.65%进入大气，其余盈余于土壤；农田生产系统、畜禽养殖系统和家庭消费系统损失率均在65%以上；2014年苏州市水体氮负荷为1.70×104t，有0.58×104t进入大
第1章绪论9气环境，秸秆氮资源化率为84.03%，畜禽粪尿氮和家庭消费子系统的废弃物氮资源化率均低于50%，环境损失严重。图1.4食物链氮素流动Fig1.4Nitrogencascadeinthefoodchain在上述氮素流动研究成果的指导下，各国专家提出了各种各样因地适宜的氮素管理技术与方法，如农田养分管理技术、施肥技术、饲料科学养分配方技术、畜禽粪尿和人粪尿处理技术、合理膳食、垃圾资源化等技术。政府颁布并实施了诸如化肥和有机肥补贴政策、畜禽养殖规模限制法律法规等政策。以上研究对于保障人类食品安全、促进氮素高效利用和生态环境健康发展有重要意义。然而，以可持续发展理念为前提，以“社会-经济-资源-环境”综合体系的可持续发展为目标，提出可行的氮素流动管理策略的氮素流动研究需要进一步探索。1.2.3DPSIR模型研究进展随着我国社会经济的发展，氮素资源供给不平衡的矛盾愈发尖锐。面对这种情况，必须坚持科学发展观，以可持续发展理念为指导思想，努力实现氮素资源的可持续利用。氮素资源可持续利用不仅需要社会经济的推动，氮素资源系统自身的运转，以及相关政策制度的运行，还需要他们之间的协调统一和平衡发展。DPSIR是驱动力（Driveforce）、压力（Pressure）、状态（State）、影响（Impact）、响应（Response）的首字母缩写，其最初是由欧洲环境组织（EEA）为研究经济发展、社会和谐和环境之间的关系提出，模型涵盖了经济、社会和环境三大要素，全面描述环境系统变化的因果关系。研究者利用DPSIR模型取得了进展，利用该模型筛选出43个评价指标后对国家大型煤电基地的生态环境效应进行了评估[65]；定量分析了1998–2008年广东省能源安全发展和江西省生物燃料产业的可持续、发展和协调能力[66,67]。DPSIR模型结合实测数据对宁
【参考文献】：
期刊论文
[1]耕作制度对河北农业生产系统氮流的影响[J]. 王方方,王延华,蔡祖聪,牛新胜,张雅娟. 环境科学与技术. 2019(05)
[2]城市生态系统污染氮足迹与灰水足迹综合评价[J]. 冼超凡,潘雪莲,甄泉,韩宝龙,姜亚琼,周伟奇,欧阳志云. 环境科学学报. 2019(03)
[3]海南农牧生产体系氮素养分流动时空变化特征[J]. 丁尚,郭浩浩,程鸣宇,宋晨阳,刁晓平,赵洪伟. 中国生态农业学报(中英文). 2019(02)
[4]中国城市雾霾治理评价与政策路径研究:以长三角为例[J]. 陈诗一,王建民. 中国人口·资源与环境. 2018(10)
[5]常熟市水体氮负荷对土地利用方式的响应[J]. 陈西,王延华,蔡祖聪,周伟,杨浩. 土壤. 2018(04)
[6]厦门市氮素流动与水环境负荷演变特征[J]. 李彦旻,高兵,汤剑雄,黄葳,崔胜辉. 环境科学学报. 2019(02)
[7]灰色关联—集对聚类预测模型在吉林省用水量预测中的应用[J]. 宋帆,杨晓华,武翡翡,孙波扬,耿雷华. 水资源与水工程学报. 2018(03)
[8]“丝绸之路经济带”中国段土地利用系统安全性评价及阻力分析[J]. 姜长军,李贻学,王一鸣. 地球环境学报. 2018(02)
[9]基于DPSIR模型的企业环境行为评价体系研究[J]. 张连华,王文波,邓泽宏,赵彦超. 安全与环境学报. 2018(01)
[10]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
博士论文
[1]不同空间尺度区域氮素收支[D]. 遆超普.南京农业大学 2011
[2]人类—自然耦合系统氮循环研究—中国案例[D]. 谷保静.浙江大学 2011
[3]中国主要生物质废物环境影响与污染治理策略研究[D]. 罗钰翔.清华大学 2010
[4]中国食物链氮素流动规律及调控策略[D]. 马林.河北农业大学 2010
[5]我国农村畜禽养殖业氮磷排放变化特征及其对农业面源污染的影响[D]. 武淑霞.中国农业科学院 2005
硕士论文
[1]基于DPSIR模型的松原市水资源可持续利用评价[D]. 李红薇.吉林大学 2017
[2]秸秆、猪粪混施对小麦季土壤养分、酶活性及作物氮磷吸收的影响[D]. 李瀚.四川农业大学 2016
[3]基于DPSIR模型的山西省水资源可持续性评价[D]. 马慧敏.太原理工大学 2015
[4]河北省农牧生产体系氮磷养分流动特征及调控途径[D]. 张华芳.河北农业大学 2013
[5]城郊集约化农牧生产体系养分流动特征及调控途径研究[D]. 侯勇.河北农业大学 2011
[6]中国城镇家庭食物消费体系中氮素流动特征分析[D]. 王俊能.湖南农业大学 2010
[7]食物链氮素养分流动评价研究[D]. 高利伟.河北农业大学 2009
[8]黄淮海地区畜禽粪尿氮素资源利用及其环境效应研究[D]. 赵路.河北农业大学 2009
[9]基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究[D]. 杨志鹏.北京大学 2008
[10]中国猪和奶牛粪尿氨（NH3）挥发的评价研究[D]. 刘东.河北农业大学 2007
本文编号：3080006
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3080006.html
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