N素是动植物的必需元素之一,它通过不同载体的形式沿着食物链的方向流动,其管理好坏直接关系到“人口-资源-环境-粮食安全”等重大问题。长期高投入高产出的农业生产方式,使食物链养分效率不高,环境问题突出。因此,分析食物链养分流动的特征和规律,评价其合理性,是非常必要的。本文采用物质流分析方法,利用食物链N素养分流动模型(CNFC),系统分析了黄淮海不同地区(北京市、天津市、河北省、河南省、山东省)食物链N素养分流动状况。在此基础上,构建了食物链N素养分流动评价指标体系;结合模型计算结果以及层次分析方法(AHP),对黄淮海不同地区食物链N素养分流动的合理性进行定量化评价。主要结果如下:1.黄淮海地区食物链N素流量较大,养分流动呈塔型分布,其中以农田生产系统N素养分流量最高,家庭消费系统最少,畜牧生产系统居中。农田生产系统养分盈余数量较高,1988年～2007年间盈余最高时达到320.4万t。化肥N是农田主要的N养分投入形式,2007年该地区化肥N投入达到752.0万t,而籽粒N产量仅为449.1万t,农田N环境排放为426.3万t;黄淮海地区饲料N的自给率呈现逐年下降的趋势,外地调入饲料N逐年增加;而本地饲料粮N逐渐成为本地饲料主要来源;家庭消费系统动植物食品N在完全满足自给的同时,有大量的食品N调出,其中动物性食品N外地调出数量呈现逐年增加的趋势,而植物性食品N调出逐年减少。黄淮海地区食物链N素养分流动系统属于高投入、低产出、环境排放较高的系统,并且属于饲料N调入地区,动植物食品N属于调出区域。2.黄淮海三省两市地区食物链N素养分流动合理性指数(S)历年表现为下降的趋势,S都在0.70以下,并因地区而异。2007年与1988年相比,北京市、天津市、河北省、河南省以及山东省合理性指数分别下降了0.34、0.37、0.15、0.27、0.38。由于经济发展水平和农业生产情况不同,各地区亚系统养分流动合理性随年代变化存在差异,其中农田生产系统(S1)、家庭消费系统(S3)以及系统之间(S4)合理性指数都在下降,而畜牧生产系统(S2)合理性指数在增加。3.城镇化水平、经济发展水平以及人均收入水平等都与食物链N素养分流动合理性指数(S)存在着极显著的负相关关系,三种因素与食物链氮素养分流动合理性是不相适应的。4.各地区食物链N素养分流动合理性(S)对养分利用、环境排放、废弃物循环等指标变化反应的敏感性不同。总体来看,家庭消费系统效率指标、环境指标以及废弃物循环利用指标的变化对S的影响最高,其次是畜牧生产系统,农田生产系统最小;不同指标比较,废弃物N养分循环利用指标变化对S的影响最大,其次是环境指标,效率指标对S的影响最小;同时改变效率和环境指标,家庭消费系统S受影响最大,而农田生产系统和畜牧生产系统较小。应针对不同的系统以及不同的指标的特点,构建提高食物链N素养分合理性的综合措施。