中国居民食物消费系统磷流核算及其地区分异

发布时间：2018-10-26 08:57

【摘要】：随着改革开放的推进,中国居民的生活水平逐年提高,人们所摄取的营养和所选择的食物搭配逐渐向更加优质全面和多样化的方向发展。为满足以上需求,人类大量开采磷矿石用以生产磷产品(如磷肥),加剧了磷资源耗竭;同时,被人类消费但未被吸收的磷素随着粪便排入到自然环境中,加剧了环境恶化,尤其是水体富营养化。由此可见,人类食物消费活动已经直接或间接地改变了自然界磷循环,并决定磷素流动的规模与方向。因此,有必要定量核算人类食物消费系统磷流量及其变化。与此同时,中国较为显著的城乡差异以及不协调的中东西部梯度发展状态导致中国无论是在食物资源、生产水平、消费水平还是基础设施方面都存在较大的地域差异,因此在中国省级层面上定量刻画中国城乡磷流格局是精准展现中国磷流地区性差异的必要手段。本研究系统分析了中国居民食物消费系统特征,建立了居民食物消费系统磷流核算模型,核算了 1980～2013年中国各省城乡居民食物消费系统磷素的输入和输出量,并分析了居民食物消费系统的时空特征。研究发现:(一)中国居民食物消费系统磷素输入量呈现先上升后下降的趋势,不同地区对动物性食物磷素摄入差异日益凸显。磷素输入量从1980年的110.67万吨缓慢增加到1991年的峰值129.98万吨后逐年下降,2013年降至84.27万吨。人均磷输入量则呈现逐年下降的趋势。植物性食物磷输入量在1991年后逐年下降,但一直是系统磷素总输入量的主要构成部分,动物性食物和调味性食物磷输入量则均呈现逐年递增趋势。在空间上,所有食物的磷摄入总量在34年间均呈现东南地区高、西北地区低的分布特征,且该分布差异并未随时间发生改变。全国所有省份的动物性食物磷摄入量在这34年间均呈现上升趋势,尤其在1980～1990年间,上升趋势尤为明显,但西北地区的增长滞后于东南部地区。(二)中国居民食物消费系统磷素输出总量也呈现先升高后下降的趋势且城乡差异日益缩小。其中,城镇输出总量逐年平稳增加,农村输出总量则在21世纪前呈现平稳状态,21世纪后急剧下降。1980年,农村的磷输出总量大约为城镇的5倍,到了 2013年,城镇和农村的磷输出量则基本持平。系统磷素输出量构成方面,城镇厨余垃圾磷输出量逐年增大,农村逐年缓慢减少,这主要与城镇和农村的人口变化有关。城镇厨房废水磷输出量呈现先升高后降低的趋势,而农村则呈现出21世纪前平稳而21世纪后迅速上升的趋势。(三)中国居民食物消费系统磷素排放的主要途径发生了巨大变化,从以粪尿还田进入农田系统为主变为以进入污水处理厂和直排为主。废水直排的磷素在上世纪90年代末达到峰值后逐渐回落;随着近年来城乡粪便还田率的大幅度降低,粪尿还田进入农田系统的磷素日趋减少;厨余垃圾回用于畜禽养殖系统的磷素量在这34年间保持稳中有降的趋势;进入污水处理厂的磷素总量呈现增幅大、增速快的状态。以另外两种途径(垃圾填埋厂和固废直排)进入环境的磷量占比非常小,其中进入垃圾填埋厂的量逐年增加,而固废直排入环境中的磷量则逐年降低。在空间分布上,随着时间的推进,进入污水处理厂磷量的空间差异越来越大,东南地区和西北地区的差距逐年凸显;厨余垃圾回用磷量的空间分布并没有发生太大的变化,1990～2000年间,东部及北部地区均呈现下降的状态,而西部和南部地区则呈现上升的趋势,2000～2013年间,全国(西藏除外)厨余垃圾回用的磷素量均呈现降低的趋势;全国绝大部分省份在1990～2000年间直排废水的磷量均以小于5%的增长率增长,在2000～2013年间则均以年均5%的下降率下降,除了西部的西藏和新疆地区。最后,本研究基于对研究结果的分析,从优化磷流过程及减少磷排放的角度提出相关政策建议:1)进一步提高有机肥的循环利用率,加强农民的环保意识,大力发展有机农业;2)加强厨余垃圾的资源化处理;3)加快经济欠发达地区废物处理设施的建设。
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【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X24

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