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北方农牧交错带不同区域农牧系统氮素流动特征及环境效应研究进展 被引量:1
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作者 廖成松 贾瑞琴 《农业与技术》 2024年第3期115-118,共4页
农牧交错带由于其地理位置的特殊以及资源利用的多样性,具有重要的生态功能,而氮循环作为土壤物质流通环节的重要一环,氮素作为重要的养分来源,投入到农牧业中的数量日益增多,在满足人类对食物、畜产品需求的同时,也带来了一系列区域性... 农牧交错带由于其地理位置的特殊以及资源利用的多样性,具有重要的生态功能,而氮循环作为土壤物质流通环节的重要一环,氮素作为重要的养分来源,投入到农牧业中的数量日益增多,在满足人类对食物、畜产品需求的同时,也带来了一系列区域性氮环境污染问题。本文主要综述了近年来对中国北方农牧交错带的不同区域氮素流动特征及环境效应的有关分析,在明确不同区域农牧系统氮素流动特征及其产生的环境效应的基础上,进一步阐述其存在的问题,并根据不同区域的氮素流动特征提出合理的优化策略,为北方农牧系统氮素管理提供理论依据。 展开更多
关键词 北方农牧交错带 不同区域 氮素流动 环境效应
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城镇化对我国食物消费系统氮素流动及循环利用的影响 被引量:32
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作者 魏静 马林 +3 位作者 路光 马文奇 李建辉 赵路 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1016-1025,共10页
城镇化的快速发展,在改变养分氮素流动模式的同时带来了巨大的生态环境压力和严重的污染问题。以1982年、1992年和2002年我国城镇与农村居民食物消费系统氮素流动为对象,采用物质流分析方法,探讨了城镇化对氮素流动特征及循环利用率的... 城镇化的快速发展,在改变养分氮素流动模式的同时带来了巨大的生态环境压力和严重的污染问题。以1982年、1992年和2002年我国城镇与农村居民食物消费系统氮素流动为对象,采用物质流分析方法,探讨了城镇化对氮素流动特征及循环利用率的影响。结果表明:2002年我国城镇居民人均消费氮量为4.770kg,高于农村居民(4.314kg)10%。1982年到2002年,随着城镇化率的提高,城镇居民消费的食物氮提高了145.3%,农村减少了8.1%;城镇排入水体环境的氮增加了18.4倍,而氮素循环利用率只有13.0%,降低了40个百分点。情景分析结果表明,如果在人口增加的同时,食物结构达到国家营养纲要的标准,到2010年我国植物性氮消费量比2002年将增多142.3万t,增加了37.6%,动物性氮消费量将增多53.8万t,增加了27.1%,城镇产生的粪尿和垃圾中氮将增加126万t。因此,伴随城镇化快速发展,在带来食物氮素需求和环境排放氮素大幅度增加的同时,也会对动植物生产带来巨大压力。 展开更多
关键词 城镇化 氮素流动 循环利用率 中国
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京郊典型集约化“农田-畜牧”生产系统氮素流动特征 被引量:28
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作者 侯勇 高志岭 +3 位作者 马文奇 Lisa Heimann Marco Roelcke Rolf Nieder 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1028-1036,共9页
城郊畜牧业的集约化发展在满足人们日益增长的肉蛋奶等动物性产品需求的同时,也带来了巨大的环境压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析北京市郊区某村三种不同类型"农田-畜牧"生产系统(大型集约化种猪场、种养结合小... 城郊畜牧业的集约化发展在满足人们日益增长的肉蛋奶等动物性产品需求的同时,也带来了巨大的环境压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析北京市郊区某村三种不同类型"农田-畜牧"生产系统(大型集约化种猪场、种养结合小规模生态养殖园和集约化单一种植区)的氮素流动特征。结果表明:饲料是集约化种猪场和生态养殖园氮素输入的主要来源,饲料投入氮量分别为12469.0和9268.5 kg.hm-.2a-1);集约化种猪场农牧体系间生产脱节,致使农田氮素输入主要依赖于化肥投入,化肥氮输入量(435.0 kg.hm-.2a-1)占农田氮素输入量的82.7%。相反,生态养殖园农牧体系结合紧密,猪粪尿氮还田比例达28.6%,这使得园区化肥氮输入量仅为135.0 kg.hm-.2a-1,因此畜禽粪尿的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径;集约化种猪场、生态养殖园和单一种植区农牧生产系统氮素利用效率分别为18.8%、20.6%和17.3%,均处于较低水平;集约化种猪场猪粪尿在猪舍和储藏处理过程的氮素损失率为15.8%和25.4%,分别低于小规模生态养殖园相应损失率约8.7和4.8个百分点;生态养殖园粪肥氮还田量高,导致农田氮素盈余量高达1962.8 kg.hm-.2a-1,未能实现生态型养殖的理想效果,优化氮素管理、确定合理的消纳畜禽粪尿的农田面积和调整畜禽养殖密度是解决该问题的关键。 展开更多
关键词 城郊区域 集约化农业 “农田-畜牧”生产系统 氮素流动特征
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河西走廊绿洲灌区循环模式“农田-食用菌”生产系统氮素流动特征 被引量:5
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作者 李瑞琴 于安芬 +2 位作者 赵有彪 车宗贤 苏永生 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1292-1299,共8页
河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型"农田-食用菌"生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农... 河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型"农田-食用菌"生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征。结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10%左右,秸秆还田氮输入量(165.6kg.hm-.2a-1)占农田氮素总输入量的37.1%,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径。但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg.hm-.2a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键。 展开更多
关键词 绿洲灌区 循环模式 “农田-食用菌”生产系统 氮素流动
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江苏省农牧系统氮素流动特征及环境效应评价 被引量:3
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作者 余乐 焦阳湄 +2 位作者 丁尚 朱治强 赵洪伟 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1658-1667,共10页
针对农牧业快速发展过程中氮素大量投入引起的一系列问题,本文以江苏省为研究对象,探讨1998—2018年农牧系统氮素流动特征及其环境效应,以期为区域氮素资源管理提供科学参考。研究基于食物链养分流动模型(NUtrient flows in Food chains... 针对农牧业快速发展过程中氮素大量投入引起的一系列问题,本文以江苏省为研究对象,探讨1998—2018年农牧系统氮素流动特征及其环境效应,以期为区域氮素资源管理提供科学参考。研究基于食物链养分流动模型(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use,NUFER),结合统计年鉴数据、调研数据和文献数据,定量分析江苏省农牧系统氮素账户平衡、各系统氮素利用效率、氮素循环利用和损失情况,并基于结构方程模型探讨农牧系统中经济-资源-环境间的关系。1998—2018年,江苏省作物子系统在系统氮素总输入逐步减少的情况下实现了产品携出氮素的较大增长,作物主副产品氮素携出量由8.31×105 t增至1.20×106 t,氮素损失总量也在不断降低。对于畜禽子系统,氮素输入主要包括外源饲料和本地饲料输入,其中外源饲料是子系统的主要氮素来源;且本地饲料氮素供给比例在逐年上升,从1998年的29.32%增长至2018年的44.77%。1998—2018年,农牧系统氮素利用率由21.39%增至35.00%,呈上升趋势,本地饲料、秸秆还田和粪尿还田氮素量逐年上升,氮素资源循环利用总量由2.54×105 t增至3.00×105 t。从氮素排放损失来看,20多年来环境排放部分呈下降趋势,其主要损失途径包括土壤氮素盈余、气体排放损失、水体排放损失和粪污残余损失。结构方程模型核算结果表明江苏省农牧系统的发展过程中,经济发展和资源减量推动了产品产量和系统效率的提高。总的来说,受区域发展水平和政策引导,1998—2018年江苏省农牧体系发展较快,规模不断扩大,资源利用相对高效,环境排放逐渐减少;但农牧子系统之间的发展不平衡,农牧结合体系规模相对较小等问题仍值得关注。因此,今后江苏省农牧业的发展应注重作物子系统和畜牧子系统的耦合,适度扩大生产规模,以促进本地农牧业更好发展。 展开更多
关键词 江苏省 农牧系统 氮素流动 NUFER模型 环境效应
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太湖流域农田生产-畜禽养殖系统氮素流动特征 被引量:14
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作者 王丹 王延华 +2 位作者 杨浩 蔡祖聪 颜晓元 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第3期457-464,共8页
为应对太湖严峻的水体富营养化现状,从源头上降低面源污染负荷,基于物质流分析法与质量守恒原理,研究了常熟市辛庄镇农田生产-畜禽养殖系统的氮素流动通量、流动效率及环境负荷,并用实测值进行了参数校正.结果表明:2000—2012年,辛庄镇... 为应对太湖严峻的水体富营养化现状,从源头上降低面源污染负荷,基于物质流分析法与质量守恒原理,研究了常熟市辛庄镇农田生产-畜禽养殖系统的氮素流动通量、流动效率及环境负荷,并用实测值进行了参数校正.结果表明:2000—2012年,辛庄镇农田生产子系统的单位面积氮素流动通量呈下降趋势,而畜禽养殖子系统的单位面积氮素流动通量则在42.5~50.9kg/hm^2范围内持续波动.氮素利用率与氮素循环利用率均较低,氮素环境损失率较高,系统损失的氮素中有54.5%进入周围水体.2000年以来,作物种植与畜禽养殖对辛庄镇环境氮负荷的贡献率分别在38.8%~50.2%与25.4%~35.8%之间波动.辛庄镇农田施氮量为310.8 kg/hm^2,人畜排泄氮量为61.1 kg/hm^2,分别远高于全国平均值(197.2和18.6 kg/hm^2).过量施用化学氮肥与畜禽粪便的大量排放是辛庄镇环境氮负荷加重的主要原因.辛庄镇高投入高产出的农业生产方式加大了太湖水环境修复的难度.建议调整作物种植与畜禽养殖结构,推广科学施肥与生态养殖,将农田生产与畜禽养殖结合形成产业链,以此减轻氮素环境负荷. 展开更多
关键词 太湖流域 农田生产 畜禽养殖 氮素梯级流动 环境负荷
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小兴安岭典型农田生产-畜禽养殖系统氮素流动特征 被引量:2
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作者 王巧佳 韩睿明 +4 位作者 蔡祖聪 黄黄 刘金娥 许安 叶晓枫 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1001-1010,共10页
为了解小兴安岭地区农田生产-畜禽养殖系统氮素投入与利用情况,以伊春市带岭区为研究区域,采用物质流分析方法,分析了2007—2015年该区氮素输入、迁移、转化和输出过程,核算了该地区农田生产与畜禽养殖氮素流动通量、流动效率及环境负... 为了解小兴安岭地区农田生产-畜禽养殖系统氮素投入与利用情况,以伊春市带岭区为研究区域,采用物质流分析方法,分析了2007—2015年该区氮素输入、迁移、转化和输出过程,核算了该地区农田生产与畜禽养殖氮素流动通量、流动效率及环境负荷。结果表明:2007—2015年带岭区农田生产系统与畜禽养殖系统单位面积氮素流动通量均呈上升趋势,且在2007—2012年上升幅度较大;畜禽养殖数量、农作物种植结构是影响带岭区氮素流动通量的重要因素;农田生产系统氮素利用率平均为64%,作物能较有效利用氮素;畜禽养殖系统氮素利用率约为19%,存在着较大提升空间;带岭区环境氮负荷呈现逐年增加趋势,畜禽养殖数量增加过快,粪尿氮素损失是环境氮负荷增加的主要原因。建议加强畜禽养殖科学管理,合理控制养殖规模,提高粪尿利用率,同时尽可能减少化肥氮投入,促进农田生产-畜禽养殖系统向高效、可持续方向发展。 展开更多
关键词 带岭区 农田生产 畜禽养殖 氮素梯级流动 环境负荷
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海南农牧生产体系氮素养分流动时空变化特征 被引量:8
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作者 丁尚 郭浩浩 +3 位作者 程鸣宇 宋晨阳 刁晓平 赵洪伟 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期246-256,共11页
氮素是生命活动必须的元素之一,然而一定区域内过多的氮素输入可能会造成严重的环境污染。本研究以热带地区的海南岛为研究对象,明确其农牧生产体系氮素流动过程和特征,分析氮素输入和输出量变化关系及其利用效率的时空变化,以期优化农... 氮素是生命活动必须的元素之一,然而一定区域内过多的氮素输入可能会造成严重的环境污染。本研究以热带地区的海南岛为研究对象,明确其农牧生产体系氮素流动过程和特征,分析氮素输入和输出量变化关系及其利用效率的时空变化,以期优化农牧体系养分管理,为制定海南省农牧业发展政策提供科学依据。通过运用食物链养分流动模型(NUtrientflowsinFoodchains,EnvironmentandResourcesuse,NUFER)并结合Origin和ArcGIS等软件分析海南地区1987—2016年间农牧生产体系氮素养分流动时空变化特征,同时首次对海南省农牧生产体系内部氮素流动在理想与实际情况下的时空变化做出了相关性分析。结果显示海南地区30年间农牧生产体系氮素总输入量由134.15 Gg增长到406.39 Gg,总输出氮素由84.75 Gg增长到307.77 Gg。30年来,农田生产子系统氮素利用效率由12.39%增长到20.54%,动物生产子系统氮素利用率由6.10%增长到13.88%,农牧结合体系氮素利用效率整体呈现上升趋势,由1987年的12.84%增加到2016年的21.63%。空间上,农田生产子系统中,氮素总输入与总输出项中增幅最高的分别是澄迈县和琼海市,五指山市两项增长均最低;动物生产子系统中,氮素总输入与总输出项增幅最高的分别是文昌市和儋州市,五指山市两项增长均最低。1987—2016年海南岛农牧生产体系氮素投入持续增长,氮素利用率低下,空间差异较大,土壤氮素盈余量较高。相关性分析表明,农田生产子系统与动物生产子系统出现较严重的脱节。因而,为提高海南地区氮素流动效率和促进可持续发展,应注重提高本地饲料产量、合理使用肥料、循环利用畜禽粪尿,进一步优化农牧业发展布局,建立农牧结合的高效生产体系。 展开更多
关键词 农牧生产体系 氮素流动 氮素利用效率 NUFER模型 海南
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基于食物系统全链条定量的可持续氮素管理框架研究
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作者 钟于秀 巨晓棠 +1 位作者 张卫峰 李婷玉 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1668-1679,共12页
氮素的环境排放贯穿于整个食物链和生态链,单一农田系统的优化已无法有效控制氮素污染,亟须创新系统化的研究方法和管理手段。基于氮素阶梯流动(Cascade flow)概念及全链条氮素研究框架(CAFE),以全球13个国家为研究对象,定量各地区种植... 氮素的环境排放贯穿于整个食物链和生态链,单一农田系统的优化已无法有效控制氮素污染,亟须创新系统化的研究方法和管理手段。基于氮素阶梯流动(Cascade flow)概念及全链条氮素研究框架(CAFE),以全球13个国家为研究对象,定量各地区种植、种养、食物链子系统到区域生态的氮素通量,分析各子系统氮素盈余(N surplus)和氮素利用率(NUE),剖析相邻子系统间氮素盈余增量的驱动因素,并提出全链条氮素管理优化方案。结果表明,从作物生产到动物生产、初级农产品、食品生产及消费,绝大多数国家的氮素盈余不断增加而利用率逐渐下降。尽管所有国家盈余增加的趋势一致,但不同国家盈余增加的幅度差异较大,决定了每个国家改善氮素管理的优先序不同。对于中国而言,高氮素盈余主要来自种植系统,因此科学施肥技术和相关的政策仍是研究和管理的重点。对于大部分西方国家,农田以外系统对总氮素盈余贡献更大,需要重视相关系统的氮素循环利用。对全球CAFE系统的分析发现,影响系统盈余增量的主要因素包括农田氮素投入结构、养殖密度、饲料自给率以及食品贸易与国内供需关系等,而这些因素目前尚未在全球氮素管理中得到重视。CAFE为全球氮素全链条管理提供了一致的定量研究方法,有助于跨区域的比较、经验分享和政策制定。 展开更多
关键词 氮素流动 全链条氮素定量 氮素盈余 氮素利用率 系统耦合
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城市居民食物氮消费变化及其环境负荷——以厦门市为例 被引量:24
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作者 于洋 崔胜辉 +2 位作者 赵胜男 孟凡鑫 李飞 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第19期5953-5961,共9页
食物消费是城市养分流动的重要环节,以厦门市为例,分析了1988—2009年居民食物氮素消费的变化特点,分析与其变化相关的经济、社会因素,并探讨了居民食物氮素消费变化所带来的环境负荷。研究结果表明,厦门市人均食物氮消费量变化与食物... 食物消费是城市养分流动的重要环节,以厦门市为例,分析了1988—2009年居民食物氮素消费的变化特点,分析与其变化相关的经济、社会因素,并探讨了居民食物氮素消费变化所带来的环境负荷。研究结果表明,厦门市人均食物氮消费量变化与食物消费量变化并不完全一致,人均氮消费量2000年以前维持在3.29 kg N.人-1.a-1,2000年以后呈现波动性的增长,2004年达到最高值4.00 kg N.人-1.a-1。厦门市食物氮素消费总量增长幅度较大,由1988年的0.54万t增至2009年的1.50万t。同时,粮食在食物氮消费量中所占比例由45.5%下降到15.9%。畜禽肉、奶制品所占比例分别由25.0%和0.4%上升至29.8%和8.8%。通过将相关经济、社会因素与居民食物氮消费量进行相关性分析表明,人均可支配收入、食物价格指数、具有大学学历以上人口比重均与其联系较为密切,呈正相关;恩格尔系数、平均家庭人口数与居民食物氮消费量呈负相关。通过选取1988、1994、2001、2008年分析居民食物氮素消费造成的环境氮负荷发现,由其带来的环境氮负荷量由3509.12t增加至7629.36t,约90%的氮素进入了土壤和水体。其中,进入土壤的氮素占进入环境氮总量的比例由37%增长到60%,进入水体的氮素比例由57%降至35%。 展开更多
关键词 城市居民 食物消费 氮素流动 环境负荷 厦门市
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中国食品源氮消费环境排放及其城乡差异 被引量:4
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作者 赵宇 吝涛 +5 位作者 葛汝冰 施亚岚 张国钦 叶红 李新虎 孙彩歌 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第13期4573-4586,共14页
食品源氮消费是人居环境养分流动的重要环节,中国食品源氮消费产生的环境排放受城乡二元结构影响在时空变化上呈现显著分异。基于物质流分析方法,从中国城乡食品消费后产物不同处理过程及其对氮代谢的影响出发,模拟氮物质代谢过程,构建... 食品源氮消费是人居环境养分流动的重要环节,中国食品源氮消费产生的环境排放受城乡二元结构影响在时空变化上呈现显著分异。基于物质流分析方法,从中国城乡食品消费后产物不同处理过程及其对氮代谢的影响出发,模拟氮物质代谢过程,构建了一套氮素环境排放计算模型,借以研究中国近20年来城乡食品源氮消费环境排放趋势变化及其差异。研究结果发现1993—2012年间,我国城乡居民人均食品源氮排变化轨迹迥异。同时,城乡食品源氮消费在其所造成的水体、土壤、大气环境负荷中扮演的角色各不相同:在水体环境负荷中,农村水体氮排占据主导地位,但城乡间差异正逐步缩小;在土壤环境负荷中,城市土壤氮排主导优势明显;2010年以前全国食品源氮消费大气环境负荷主要受农村气体氮排的影响,而2010年以后,城市大气氮排成为影响全国大气氮负荷的主导因素。引入社会经济因素分析后发现,城镇居民人均可支配收入水平对城镇居民人均食品源氮排起显著促进作用;而农村食品价格指数对农村居民人均食品源环境氮排呈显著抑制作用。通过情景预测分析发现:随着我国城镇化进程的加快,未来全国居民人均食品源氮排将以更快速度继续增长。 展开更多
关键词 城镇化 城乡差异 食品消费 氮素流动 环境负荷 中国
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