论文部分内容阅读
人类活动导致的氮素过量输入是水生态系统恶化的主要驱动因子，评估和预测氮源负荷是制定管理策略的重要基础。本研究基于NANI模型和系统动力学模型，构建了适合我国国情的SD-NANI耦合预测模型，并将其应用于对我国大陆地区市域尺度和一级流域尺度的人类活动净氮输入量的预测。采用2000、2005、2010年中国大陆358个市级行政单元的统计数据和本土参数，核算了2000～2010年中国大陆地区市域尺度和流域尺度的人类活动净氮输入量(NANI)的平均水平。并以我国各省、市“十二五”规划为参照，基于未来十年间各省人口、社会经济发展模型维持十二五规划目标不变的假设，预测了2010～2020年中国大陆地区市域尺度和流域尺度的人类活动净氮输入量。 结果表明:2000～2010年中国大陆大陆地区人类活动平均净氮输入量为35.51Tg，折合单位面积输入强度为3699 kg/km2，是全球平均水平的2.4倍。在一级流域尺度，淮河流域和海河流域的NANI值最高，西北诸河流域和西南诸河流域的值最低，长江流域内各个城市的NANI水平差距最大。在氮源结构上，氮肥施用是最大的输入源，占全国净氮输入总量的71.1％，其它依次为大气沉降(12.5％)、食品/饲料输入(11.9％)和作物固氮(4.5％)。中国城市的NANI分布和一级流域的NANI分布均呈现明显区域化特征，耕地或人口集中的地区NANI强度偏高。我国流域氮素平均输出比例为25％，除长江、淮河具有较高的输出比例外，其他流域输出比例集中在10％-20％之间。我国环境氮素本底值约为243 kg-N/km2。 2010～2020年间，中国大陆地区人类活动平均净氮输入量的预测值为36.76Tg，折合面积输入强度为3829kg/km2，比2000～2010年的平均水平增长了4.58％。从氮素输入结构分析，氮肥施用仍是最重要的氮素贡献元，且所占比例有进一步扩大的趋势，占输入总量的75.92％，其次依次为大气沉降(12.07％)，食品/饲料净输入(6.61％)和农作物固氮(5.39％)。 现有对于我国人类活动氮输入的研究均以省域尺度数据为基础，且尚未有针对全国范围的流域尺度人类活动净氮输入的分析。本研究采用市域数据，在识别重点控制区域上具有明显优势，能够以更小的区域控制面积实现更大的氮源输入控制量。且市域尺度数据在向流域尺度转换时具有更高的准确性，核算流域尺度的人类活动净氮输入有助于流域科学管理，掌握流域的氮素输出和累积情况，有针对性的提出流域水质管理和富营养化控制措施。