面源污染团队定量分析了北方农牧交错带不同生态类型区对人类活动净氮输入(NANI)的影响

文摘   科技   2024-01-28 09:34   北京  



明晰不同生态类型区对北方农牧交错带人类活动净氮输入(NANI)的影响,可为促进农牧业发展与生态环境深度融合提供理论依据。本研究按生态类型将农牧交错带划分为三区,分别是:长城沿线沙化退化区、京津冀水源涵养区和黄土丘陵沟壑水土流失区,各生态类型区生态类型复杂、空间跨度较大,故本研究分别按照农牧交错带整体、不同生态类型区、省级、地级市四个尺度开展NANI核算及评价,选取1985~2020年相关统计数据及参数进行核算,以期为大尺度区域人类净氮输入核算及氮源排放识别提供基础。

图1 北方农牧交错带行政区划示意图

本研究选用人类活动净氮输入(NANI)模型进行氮素输入评估,分别核算食品/饲料氮净输入量(N im);氮肥施用量(折纯量:N fer);作物固氮量(Ncro);大气氮沉降量(N dep),并探讨了人口密度、耕地面积和畜禽养殖与NANI之间的相关关系,其中,由于北方农牧交错带农业生产方式复杂,故将畜禽量转化为猪当量进行分析。结果表明,1985~2020年研究区内NANI值总体呈上升降趋势,其中1985~1995年上升幅度最大,达到18.95%35年间整体NANI的平均值为3142.79 kg/km2NANI空间分布表现为由东北向西南逐渐降低的趋势,高值出现在河北、辽宁和陕西三个人口密度较大的省份, NANI与人口密度相关性最强(R2=0.3528P<0.001),此外,从NANI构成组分来看,1985~2020年最大贡献源为氮肥施用(30.34%~56.29%),其次是大气氮沉降(31.20%~47.23%)

图2 1985-2020 年北方农牧交错带NANI年际变化

图3 1985-2020年北方农牧交错带省级尺度NANI空间分布

图4 农牧交错带不同分区NANI各组分年际变化

本研究揭示了不同生态类型区对NANI的影响以及农牧交错带区NANI的主要影响因素和构成组分,识别出氮素输入的重点区域,明晰了生态类型差异下不同生态分区的NANI差异,以期为我国北方农牧交错带分区治理及区域农牧业与生态环境的深度融合提供理论依据。

该研究成果以不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响——以北方农牧交错带为例为题,发表在中国环境科学,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所硕士研究生刘欢为第一作者,雷秋良研究员为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目(U20A20114)、泰山产业领军人才工程项目(LJNY202125);鄂尔多斯沿黄灌区农业污染时空变异规律与农田生态系统健康评价(JBGS-2021-001)的资助。

【引文方式及原文链接】

刘欢,雷秋良,杜新忠等.不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响——以北方农牧交错带为例[J].中国环境科学, 2023,43(10):5368-5376. 

DOI:10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230609.006

http://www.zghjkx.com.cn/CN/Y2023/V43/I10/5368#







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