城鎮(zhèn)化對我國食物消費系統(tǒng)氮素流動和農(nóng)田氮素循環(huán)的影響.pdf

1、隨著收入的增長以及城市化水平的提高，城鄉(xiāng)食品消費結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，必將改變氮素養(yǎng)分流動模式及其農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)，進(jìn)而帶來巨大的生態(tài)環(huán)境壓力和嚴(yán)重的污染問題。為此，本研究利用調(diào)查數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用物質(zhì)流分析的方法，就城鎮(zhèn)化發(fā)展對我國食物消費體系氮素流動特征、循環(huán)利用及其環(huán)境排放的影響、城鎮(zhèn)化對全國、北京及河北不同年代農(nóng)田氮素循環(huán)的影響進(jìn)行了初步探討，以期為解決城鎮(zhèn)化過程中城鎮(zhèn)本身的生態(tài)環(huán)境問題及農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)中的生態(tài)環(huán)境問

2、題提供依據(jù)。研究結(jié)果表明: 2002年我國城鎮(zhèn)居民人均消費氮量為4.770kg，高于農(nóng)村居民(4.314kg)10％。1982年到2002年，隨著城鎮(zhèn)化率的提高，城鎮(zhèn)居民消費的食物氮提高了145.3％，農(nóng)村減少了8.1％；城鎮(zhèn)排入水體環(huán)境的氮增加了18.4倍，而氮素循環(huán)利用率只有13.0％，降低了40個百分點。情景分析結(jié)果表明，如果在人口增加的同時，食物結(jié)構(gòu)達(dá)到國家營養(yǎng)綱要要求、日本及歐美的水平，到2010年我國總氮消費量比20

3、02年將增多196.1萬噸～419.3萬噸，城鎮(zhèn)產(chǎn)生的糞尿和垃圾中氮將增加179.7萬噸～368.3萬噸。因此，伴隨城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，在帶來食物氮素需求和環(huán)境排放氮素大幅度增加的同時，也會對動植物生產(chǎn)帶來巨大壓力。 城鎮(zhèn)居民食用氮與排泄的糞尿氮高于農(nóng)村居民。人均排入水體氮量，1982年城鎮(zhèn)與農(nóng)村居民大體相當(dāng)，1992年、2002年城鎮(zhèn)居民是農(nóng)村居民2.8倍；糞尿氮排入水體比率，1982年城鎮(zhèn)與農(nóng)村基本相當(dāng)，在7.5％左右，但到20

4、02年城鎮(zhèn)糞尿氮排入水體比率高達(dá)56.7％，比農(nóng)村要高34個百分點。情景分析結(jié)果表明，如果在人口增加的同時還要改善食物結(jié)構(gòu)增加蛋白質(zhì)攝入量，2020年糞尿氮總產(chǎn)生量將增加121萬噸～418萬噸，排入水體氮量也將增加41萬噸～182萬噸。提高糞尿還田率、污水處理率及氮的去除率可以降低糞尿氮排入水體比率。 城市規(guī)模也影響食物氮素消費，人均消費氮量大城市最高，中小城市次之，小城鎮(zhèn)最低，隨著城市規(guī)模的提高，城鎮(zhèn)居民生活進(jìn)入大氣及水環(huán)境中

5、的氮都在增加，尤其是進(jìn)入水環(huán)境中的氮大城市是小城鎮(zhèn)居民的1.7倍，還田的氮則減少了3.5倍，大城市氮循環(huán)利用率僅為5.0％，比中小城市、小城鎮(zhèn)分別低了5.1和12.5個百分點。2002年城鎮(zhèn)人口50212萬人，如果人口都集中在大城市，比全部集中在中小城市或小城鎮(zhèn)向水體排放氮將分別多17.9萬噸和53.4萬噸；反之，如果人口都集中在中小城市或小城鎮(zhèn)要比都集中在大城市多向農(nóng)田歸還17.9萬噸和53.4萬噸純氮。城市規(guī)模越大，氮素循環(huán)利用率越

6、低?？梢?，目前隨著城鎮(zhèn)化率提高及人們生活方式的改變，氮循環(huán)利用率將大幅度下降。 在全國這個相對封閉大的系統(tǒng)中，城鎮(zhèn)化率與全國農(nóng)田氮素循環(huán)的各指標(biāo)都存在顯著正相關(guān)關(guān)系?？偟度肓吭酱?，土壤養(yǎng)分的盈余量越多。情景分析結(jié)果表明，2005年其它條件不變，只是城鎮(zhèn)化率提高10個百分點，這就意味著總氮投入量增加167.4萬噸；如果在人口增加的同時還要改善食物結(jié)構(gòu)，單位面積氮的投入量還將增加。 北京近郊、遠(yuǎn)郊各區(qū)(縣)城鎮(zhèn)化率與農(nóng)田養(yǎng)

7、分循環(huán)的各個指標(biāo)間相關(guān)不顯著，但市區(qū)內(nèi)各區(qū)城鎮(zhèn)化率與農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)的各個指標(biāo)間卻相關(guān)顯著。以供應(yīng)當(dāng)?shù)厥澄锵M為主的市區(qū)各區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分投入隨著當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化發(fā)展而顯著提高。農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)的各個指標(biāo)都隨北京市整體的城鎮(zhèn)化率的提高而提高，說明北京各區(qū)(縣)城鎮(zhèn)化率并不直接影響農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)的這些指標(biāo)，而是通過北京市整體城鎮(zhèn)化率的提高，拉動食物需求，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，間接影響農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)。河北各縣當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化率和農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)各指標(biāo)相關(guān)性并不顯著，河北