Environ Pollut.丨中国县域农田氮素利用效率的驱动力

论文内容

研究背景：

氮(N)既是粮食生产的关键营养物质，又是环境的污染物，在中国社会、经济和环境中发挥着重要作用。在全球范围内，由于人类活动，陆地生态系统的氮输入速率比前工业化时代增加了两倍。尽管这促进了农业生产，但由于氮肥的过度使用和低效的氮肥管理，很大一部分氮流失到了环境中，造成了严重的环境污染，而且还降低了作物产量。中国是世界上人口最多的国家，用不到全球10%的耕地养活了世界18%的人口。为了满足粮食需求，中国每作物面积的合成氮肥料投入大大高于其他国家，这导致了我国耕地生态利用率平均为32%左右，远低于世界平均水平的55%。众所周知，氮输入过少会导致生产率低下，而过多的氮输入则会导致环境风险。如何在不破坏自然环境的前提下，最大限度地提高产品氮素投入的收获，实现粮食产量增长之间的平衡，是中国面临的一项关键挑战。

研究内容：

本研究基于顾等(2015)提出的人类与自然系统耦合(CHANS) N循环模型，结合县域详细的社会经济数据，采用主成分分析(PCA)和多元回归分析方法，对中国各县域的耕地氮利用效率进行估算;(2)探索耕地资源利用效率的驱动因素，评估不同驱动因素对耕地资源利用效率的贡献，探索提高中国耕地资源利用效率的途径。

研究结论：

研究结果表明，我国大部分县的农业生态效益在20% ~ 40%之间，东北地区的农业生态效益最高，达到50%，这可能是现代农业大规模经营的结果。在评估中，氮素输入来源和作物类型显著影响氮肥利用率。氮沉降、秸秆循环利用和生物固氮(BNF)可提高氮利用效率，而化肥和粪肥的投入可降低氮利用效率。粮食作物的氮素利用率比蔬菜高得多，而蔬菜往往施肥过多。此外，气温、降水等自然因素对华南地区水资源利用效率的影响较大。长江三角洲(东部沿海地区)氮素利用效率与GDP、城镇化程度等社会经济因素相关，而华北—中部地区主要受氮素输入源的影响。这些例子说明，旨在提高自然资源利用率的方法需要考虑多种自然和社会经济因素，并根据具体地区而定。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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