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氮是生命的必需元素之一,在食物生产消费系统中,它以不同形态在“农田—畜牧—食物—环境”体系中进行流动。了解活性氮在食物生产消费系统中各梯级的流动特征和规律,分析其利用效率,可为减少食物生产消费系统氮环境负荷提出有效措施。本研究采用物质流分析法,建立食物生产消费系统活性氮流动模型,系统分析了近十几年南京市食物生产消费系统活性氮流动规律、各系统活性氮利用率和氮环境负荷变化。主要结果如下:(1)南京市农田系统活性氮的输入以化肥施用为主,1995-2012年总输入量由91.97 GgN/a减少至62.55 GgN/a,这可能与南京市城市化发展、播种面积减少以及种植结构变化有关;南京市人口急剧增加以及种植结构的变化导致人均活性氮输入量由1995年的17.63 kg/a减少至2012年的7.66 kg/a。活性氮总输入量的减少使得氮环境负荷由23.06 GgN/a减少至15.05 GgN/a。(2)南京市畜禽养殖系统活性氮的输入主要为饲料活性氮,受畜禽养殖规模减少的影响,1995-2012年活性氮输入量由52.44 GgN/a减少至35.84 GgN/a。畜禽养殖系统人均活性氮输入量呈下降趋势,由1995年的10.05 kg/a减少至2012年的4.39 kg/a,这主要是因为畜禽养殖规模不断减小以及外来人口大幅增加。畜禽养殖系统氮环境负荷由20.34 GgN/a减少至11.74 GgN/a,畜禽粪便的排放是活性氮输出的重要途径,也是造成氮环境负荷的主要因素,提高畜禽粪便的循环利用率是减少畜禽养殖系统氮环境负荷的有效途径。(3)居民动植物食物的消费是食物消费系统活性氮的主要来源,1995-2012年南京市食物消费系统中植物性食物氮消费量由15.85 GgN/a减少至13.23 GgN/a,而动物性食物氮消费量由5.30 GgN/a增加至11.33 GgN/a,说明随着食物消费由生存型阶段进入数量型阶段,食物消费结构由植物性食物为主转化为动植物性食物并重;农村和城镇居民人均食物氮消费量均有所减少,分别由5.09 kg/a和3.04 kg/a减少为4.11 kg/a和2.65 kg/a。食物消费系统中的活性氮主要通过人类粪尿、厨余垃圾、加工损失和生活损失进入环境,1995-2012年进入水体和土壤的活性氮分别增加了 1.03 GgN/a和0.30 GgN/a,进入大气的活性氮减少了1.33 GgN/a,这可能与南京市经济水平的提高和居民生活方式的改变有关,经济不断提高,城镇人口比例不断增加,污水管道覆盖率也有所提升,从而改变了活性氮进入环境的形式。(4)1995-2012年南京市食物生产消费系统活性氮的总输入量由162.48 GgN/a下降至116.42 GgN/a,这主要是因为城市化水平不断提高,南京市食物由自给自足变为部分需要进口,但是,随着城市化水平越来越高,进口食物量也会随之增加,从而导致食物生产地氮环境负荷增加。另外,食物消费阶段的转变(数量型阶段到质量型阶段)可能使人均食物氮消费量像北京市一样呈上升趋势,从而使食物生产消费系统活性氮总输入量不断增多,可见,一定的城市化水平有利于城市化地区的发展。(5)1995-2012年南京市农田系统和畜禽养殖系统活性氮利用率分别从25.67%和9.44%增加至34.44%和11.14%,1995年农田系统和畜禽养殖系统活性氮的综合利用率为18.71%,2012年增加至24.34%,虽然各系统利用率有所增加,但综合利用率远远低于全国平均水平(27%),提高活性氮利用率可以进一步减少由食物生产消费系统带来的氮环境负荷。南京市食物消费活性氮代价持续减少,由1995年的7.68 kg/kg减少到2012年的4.74 kg/kg,整体低于全国平均水平(11 kg/kg),但高于北京市(2.5-4.5kg/kg),人口的不断增多改变了南京市食物自供自给的状态,部分食物需要进口,因而食物氮消费代价相对降低。