为研究黄河流域农牧系统中氮（N）素空间迁移规律及其绿色发展制约因素,以黄河流域为研究对象,通过问卷调研、统计年鉴和文献等搜集数据,采用（NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use）NUFER模型与其扩展NUFER-AGD模型,阐明黄河流域中氮素养分输入和环境损失时空变化特征,按照社会、经济、资源、生产力和生态环境进行指标分类和分析,明确黄河流域农业绿色发展现状,对黄河流域在农田转为苹果园、退耕还林措施、种养结合等农田措施下的氮素流动特征和绿色发展水平进行分析。主要研究结果如下:1.黄河流域总氮输入从1999年的2.10×10~7t增加到2019年的3.66×10~7t,主要来源于肥料（53%,2019）和饲料（39%,2019）输入。总氮输出从1999年的8.27×10~6t增加到2019年的13.77×10~6t,在大气中氨挥发是氮损失的主要流失途径,2019年占总损失比例53.1%。以2019年单位面积N投入和损失量计算,将黄河流域划分为三种类型,上游为低投入高排放;中游高投入高排放;下游高投入低排放。选取社会发展、经济增长、农业生产、资源投入和生态环境5个方面的50个变量对黄河流域绿色发展指数进行评价,结果表明36%的变量达到绿色水平,其中农业生产和生态环境参数是制约黄河流域地区绿色发展的关键因素。2.以渭北旱塬为例,评价了退耕还苹果园后食物链中氮流动的变化,并模拟了氮肥用量减少20%对苹果产量的影响。结果表明,1978-2013年期间,苹果园种植面积9.6×10~4 ha增加到72×10~4 ha,而粮田面积从186×10~4ha减少到152×10~4ha。1978年至2013年间,作物生产的氮利用效率（NUEc）和作物与动物生产结合的氮利用效率（NUEc+a）下降,但动物生产的氮利用效率（NUEa）和氮损失增加。减少20%施氮量的模拟方案仍将保持最佳苹果产量,但将显著减少苹果园的氮损失。3.中国西北部的宁夏回族自治区（简称宁夏）于2000年开始实施退耕还林。本章使用NUFER模型计算了1985-2015年期间宁夏食物链中氮和磷的输入和损失、利用效率、生产和消耗。结果表明,森林覆盖率从7.74%提高到33.2%,而耕地面积减少了6.6%;NH3损失从5.3×10~4t增加到8.3×10~4t（56%）,N2O从1.2×10~3t增加到2.3×10~3t（92%）,淋溶损失从1.8×10~4t增加到6.2×10~4t（240%）;单位产量食物氮的环境成本从8 kg/kg下降到6.7 kg/kg（19.4%）;在作物-动物系统中N/P的利用率分别下降了4.8%和58%,但在畜牧业系统中分别增加了652%和430%;动物蛋白产量占比从18.3%上升到39.0%（113%）;有机废弃物的主要来源是畜禽粪便和尿液（70%）;实现绿色发展水平的指标从14个增加到18个（14.7%）,朝着有利于农业绿色发展的方向发展。4.本研究以西北地区陕西省为例,研究选择凤翔县-种植体系（Cropping System-CS）和泾阳县-种养体系（Animal Farming System-AFS）作为研究对象,结果表明:（1）植物性氮食品种植种养体系均为低产出、高消费,动物性氮食品种植体系与其相反,种养体系相同。（2）种植种养体系输入项中主要比重均来源化肥,分别为种植体系58.36%,种养体系55.73%,最大氮损失项都为主产品,种植体系食物链氮素利用效率最高为9.87%,种养体系为11.84%,种养体系食物链氮素利用率高于种植体系;（3）通过对50个农业绿色发展指标进行分类统计,绿色指标中种养体系占26%,种植体系占17%,种养体系绿色发展程度高于种植体系。综上所述,黄河流域农牧系统中氮的流动特征发生了很大的变化,在粮田改为苹果园、退耕还林措施、种植种养体系下的食物链中的氮素流动普遍存在氮素投入量大、养分利用效率低等问题,应进一步提升系统的氮素利用效率和物质循环能力,研究化肥减量及其配施对作物产量和氮肥利用率的影响,推进农牧结合体系,在各地的农业发展模式基础上优化,强调种养结合的紧密性,使得黄河流域的农业绿色发展得到进一步提升。