昆明市食物生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)氮磷碳素流動(dòng)及其環(huán)境負(fù)荷.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，食物生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)中氮磷碳素的梯級(jí)流動(dòng)變化引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。市級(jí)尺度上氮磷碳素梯級(jí)流動(dòng)以及利用效率、影響因子的分析研究不多。因而，本文基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的調(diào)查分析，運(yùn)用物質(zhì)流分析法原理，建立了食物生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)氮磷碳素流動(dòng)模型，系統(tǒng)分析了1989-2013年昆明市食物生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)氮磷碳素流動(dòng)變化、造成的環(huán)境負(fù)荷及利用效率。本研究的主要結(jié)果如下:
　　(1)昆明市作物生產(chǎn)系統(tǒng)氮素投入由1989年的48.94Gg/

2、a增長(zhǎng)至2013年的113.64Gg/a，磷素投入由8.81Gg/a增長(zhǎng)至25.72Gg/a，這主要是由化肥投入增長(zhǎng)引起。人均氮素投入量由1989年的11.6kg/a增長(zhǎng)至2013年的17.27kg/a，人均磷素投入量由2.09kg/a增長(zhǎng)至3.91kg/a?？偼度肓康脑黾硬粌H導(dǎo)致了人均氮磷素增長(zhǎng)，而且由此造成的氮磷素環(huán)境負(fù)荷也分別由1989年的7.48Gg/a和0.61Gg/a增長(zhǎng)至2013年的15.97Gg/a和1.04Gg/a。其

3、中，損失進(jìn)入大氣的氮素由1989年的5.52Gg/a增長(zhǎng)至2013年的11.78Gg/a，進(jìn)入水體的氮素由1.96Gg/a增長(zhǎng)至4.19Gg/a，進(jìn)入水體的磷素由0.61Gg/a增長(zhǎng)至1.04Gg/a。
　　(2)畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)氮磷素投入主要來(lái)源于飼料，受昆明市畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大的影響，氮素總投入由1989年的37.91Gg/a增長(zhǎng)至2013的275.78Gg/a，磷素總投入由7Gg/a增長(zhǎng)至49.47Gg/a。人均氮磷素投入量也

4、分別由1989年的8.99kg/a和1.66kg/a增長(zhǎng)至2013年的41.92kg/a和7.52kg/a。環(huán)境氮負(fù)荷總量由1989年的18.2Gg/a增長(zhǎng)至2013年的55.48Gg/a，其中損失進(jìn)入大氣的氮素由8.76Gg/a增長(zhǎng)至34.67Gg/a，損失進(jìn)入水體的氮素由9.44Gg/a增長(zhǎng)至20.81Gg/a。環(huán)境磷負(fù)荷總量由1989年的3.2Gg/a增長(zhǎng)至2013年的7.45Gg/a。畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)氮磷素流動(dòng)造成的環(huán)境負(fù)荷主要是畜

5、禽糞尿的排放，分別由1989年的18.2Gg/a和3.2Gg/a增長(zhǎng)至2013年的55.48Gg/a和7.45Gg/a。
　　(3)食物消費(fèi)系統(tǒng)中主要的氮磷素投入來(lái)自于植物性食物。近年來(lái)因城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來(lái)經(jīng)濟(jì)水平的提高，使得食物消費(fèi)模式由溫飽型向營(yíng)養(yǎng)型轉(zhuǎn)變，由此導(dǎo)致植物性食物氮磷消費(fèi)量降低，動(dòng)物性食物氮磷消費(fèi)量增長(zhǎng)。食物消費(fèi)系統(tǒng)中損失進(jìn)入大氣的氮素明顯下降，而進(jìn)入水體和土壤的氮素有不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì);損失進(jìn)入水體的磷素不斷下降，進(jìn)入土壤

6、的磷素不斷增長(zhǎng)。
　　(4)作物生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)中碳匯總量由1989年的705.44Gg增長(zhǎng)至2013年的1195.53Gg，這與作物總產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)有關(guān);碳排量也逐年上升，由1989年的496.92Gg增長(zhǎng)至2013年的1012.33Gg，這主要與化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用物資的大量投入有關(guān)。碳排增速遠(yuǎn)大于碳匯增速。食物消費(fèi)系統(tǒng)中碳素投入由1989年的322.87Gg/a降低至2013年的294.53Gg/a，其中動(dòng)物性食物碳消費(fèi)總量上漲

7、了145.88％，植物性食物碳消費(fèi)總量下降了21.23％。食物碳素消費(fèi)造成的環(huán)境負(fù)荷中，損失進(jìn)入大氣的碳素比例最高，其次是土壤，最少的是水體，其中進(jìn)入大氣的碳素波動(dòng)下降，進(jìn)入土壤和水體的碳素明顯增長(zhǎng)。
　　(5)1989-2013年昆明市食物生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)氮素總投入量由1989年的64.19Gg/a增長(zhǎng)至2013年的331.14Gg/a，磷素總投入量由1989年的10.83Gg/a增長(zhǎng)至2013年的62.7Gg/a，主要是受進(jìn)口飼料

8、增長(zhǎng)的影響，昆明市本地的飼料供給已經(jīng)難以滿足其日益擴(kuò)大的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，需要從外地進(jìn)口大量飼料以維持畜禽生長(zhǎng)。各環(huán)節(jié)損失進(jìn)入環(huán)境的氮磷素中，動(dòng)物性食物生產(chǎn)加工損失氮磷最多，且逐年增長(zhǎng)，分別由1989年的18.77Gg/a和3.44Gg/a增長(zhǎng)至2013年的73.08Gg/a和10.35Gg/a，說(shuō)明居民膳食結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是造成環(huán)境負(fù)荷增長(zhǎng)的重要因素。
　　(6)1989-2013年昆明市作物生產(chǎn)系統(tǒng)氮磷素利用效率分別由1989年的29.

9、85％和26.73％降低至2013年的20.21％和15.85％，畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)氮磷素利用效率大約穩(wěn)定在6％和2％，作物生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)氮磷素綜合利用效率分別由1989年的19.31％和15.85％降低至2013年的10.35％和6.70％，氮磷素內(nèi)部循環(huán)利用率分別由1989年的35.31％和45.94％降低至2013年的17.60％和19.91％。因而可以看出，一是畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)氮磷素利用效率很低，主要由于昆明市動(dòng)物性食物出產(chǎn)率很低，投

10、入畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)的氮磷素絕大部分都留在了未出欄的活體動(dòng)物內(nèi)，沒有成為肉蛋奶等可以供居民食用的食物;二是內(nèi)部循環(huán)利用率二十多年來(lái)下降明顯。為減少氮磷素環(huán)境負(fù)荷并提高利用效率，建議采用以下措施:一是減少化肥氮磷投入，提高化肥利用效率;二是有效且高效利用畜禽飼料，同時(shí)盡可能地資源化與循環(huán)利用畜禽糞尿;三是注意合理膳食，實(shí)現(xiàn)人糞尿和廚余垃圾的資源化利用，減少食物浪費(fèi)。
　　(7)1989-2013年昆明市作物生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)中碳匯強(qiáng)度基本