市域尺度农村系统氮素流动及污染氮足迹核算——以沈阳市为例

理解农村系统的氮素流动、排放和利用过程对减少农业活动引起的潜在环境污染和促进养分资源的可持续利用具有重要意义。本研究基于集成食物链养分流动模型和氮足迹模型,提出市域尺度农村系统氮核算框架,并从种植、动物养殖和农村人居3个子系统对1998—2018年沈阳市的氮素流、循环利用和污染氮足迹开展量化比较研究。结果表明: 2018年沈阳市种植子系统、动物养殖子系统和农村人居子系统的氮素利用率分别为36.1%、59.7%和70.1%,分别比1998年增长了15.9%、9.1%和0.7%;2018年沈阳市农村系统污染氮足迹总量为123.5 Gg,比1998年增长了21.6%;1998—2014年沈阳市农村系统污染氮足迹增长较快,随后有所下降;2018年种植子系统、动物养殖子系统和人居子系统中未利用氮素分别为129.5、62.2和8.7 Gg,相当于420.4、202.1和8.7 Gg氮肥的养分资源量。总体上,农村系统氮素利用率从生产端到消费端逐渐递增,但对农村系统氮素的时空分异情况还有待进一步的研究。     

农业废弃物养分循环利用技术模式评估模型的研究进展

农业废弃物的养分循环利用技术模式是实现农业循环经济的重要手段,其评估模型为优化养分循环利用技术提供了重要支撑。本文总结了农业废弃物养分循环技术模式评估框架、评估模型及评价指标、模型的数据源及其不确定性分析,以及模型应用尺度的研究进展。当前,常用于评估养分流动的模型主要是过程数学模型和产业生态学模型。过程数学模型和产业生态学模型在评估结果的可靠性和模拟尺度上存在较大差异,前者主要集中在实验室或中试规模,精度较高;后者可以实现从微观到宏观的多尺度模拟,数据的获取方式导致其具有较高的不确定性。最后,本文对农业废弃物养分循环利用技术评估模型的研究进行展望,提出为了在区域尺度上实现对农业生产系统废弃物资源化利用技术的准确评估,可以将过程数学模型与工业生态学模型相结合,建立可靠的模型框架和数据库,同时,在工厂、农场、村落、乡镇、区域等地理尺度进行模型拓展研究。