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本文以中国县域农田养分收支平衡为研究目标，建立了农田养分收支平衡评价的理论框架、指标体系与评价模型，借助数理统计和GIS技术，开展了县域农田1980年代和2000年代N、P、K养分收支平衡评价，系统分析县域农田养分收支平衡时空分布规律，并在此基础上分析了各类养分投入、产出时空差异及对农田养分收支平衡的影响。目的在于通过对农田养分投入、产出结构，尤其是有机肥、生物产出状况的研究，了解我国县域农田养分资源配置的优劣势，为平衡施肥及养分资源高效利用提供科学规划依据；通过对县域农田养分收支平衡状况的掌握，为国家和地方制定肥料生产、销售、调配计划提供宏观决策依据。
研究的主要内容与结论如下：
(1)通过研究遴选了中国县域农田养分收支平衡的影响因素，建立了农田N、P、K养分收支平衡的区域评价模型。认为，影响农田N素养分输入的因素为化肥、有机肥、生物固氮、灌溉降水；影响农田N素养分支出的因素为生物产出、气体损失、渗漏径流等；影响农田P和K养分输入的因素为化肥、有机肥、灌溉降水；影响农田P和K养分支出的因素为生物产出、渗漏径流等。
(2)以2000年为例定量研究了我国农田N、P、K养分的平衡特征。研究发现：其一，我国农田N素养分总体处于盈余状态，但存在明显的区域差异，农田N素养分处于亏缺状态的县域离散分布于各省，但以北方农牧交错带东南部地区较为集中；我国农田N养分投入总量为34.22×106t，农田N养分支出总量为31.57×106t，农田N养分盈余总量为2.65×106t，单位耕地N盈余0.027t。其二，我国农田P素养分总体处于盈余状态，但存在一定的区域差异，农田P素养分亏缺的县离散分布于各省，以我国东北地区、北方农牧交错区较为集中，另外东南地区也有分布；我国农田P素养分投入总量为6.10×106t，支出总量为3.28×106t，农田P养分盈余2.82×106t，平均单位耕地P素盈余0.029t/hm2。其三，我国农田K素养分总体处于亏缺状态，但有些省份和县域农田K素养分亦处于盈余状态，盈余的县域单元集中分布在我国的西部省份。我国农田K素养分投入总量为10.68×106t，农田K素养分支出总量为14.58×106t，农田钾素处于亏缺状态，亏缺量为3.90×106t，平均单位耕地钾素亏缺0.040t/hm2。
(3)结合2000年与1980年两个时间段的数据，研究了我国农田N、P、K养分数量与结构方面的时空变化情况。研究发现：其一，2000年代与1980年代相比，我国农田N素养分投入总量增加14.80×106t，产出总量增加12.89×106t；其二，2000年代与1980年代相比，我国农田P素养分投入总量增加2.98×106t，产出总量增加1.21×106t，农田P素养分投入以增加为主，但也有不少省份与县域单元呈减少趋势；其三，2000年代与1980年代相比，农田K素养分投入总量增加2.69×106t，支出总量增加1.02×106t。但总体来看，农田K养分投入持续亏缺，只是单位耕地K养分亏缺的数量稍微减少。
(4)通过情景设置，探讨了有机肥对农田养分收支平衡的影响。结果表明，仅考虑有机肥的情况下，农田氮素养分已呈现盈余趋势，可保证我国近65％的县域农田氮素养分收支平衡需求；农田磷素基本处于平衡状态，可满足近60％的县域农田磷素养分收支平衡需求；农田钾素处于亏缺状态，亏缺的县域单元占全部县域单元的47.09％。