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城市環境所在城市食物系統氮素的轉型管理方面取得進展

2020-04-08 城市環境研究所
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  人類活動給全球氮(N)循環帶來了前所未有的改變,累積在環境中的過量活性氮造成了一系列對生態與健康的不利影響。這其中,城市生態系統已成為影響全球氮循環的重要組分,同時城市地區也面臨著嚴重的氮污染問題。鑒于食物系統在氮循環中的主導地位,城市食物系統的氮流動在近年來得到越來越多的關注。如今,眾多城市已逐步發展成為消費導向型的社會,然而對于這類以食物消費為主(或稱“食物匯”)的城市食物系統的氮流動及氮負荷削減措施的定量評價,相關的研究還較為罕見。

  鑒于此,中國科學院城市環境研究所城市生態過程與調控研究組針對中國典型的“食物匯”城市開展了實證研究,試圖探尋城市向“食物匯”的轉型過程中的以下兩個問題:第一個問題,其食物系統的氮流動特征;第二個問題,適用于“食物匯”城市的食物系統氮排放的系統性管理策略。研究運用氮代謝模型,以高度城市化地區廈門市為案例,定量分析了食物系統的氮流動轉型。識別出三種類型的氮負荷轉移:從生產端向消費端,于不同環境介質間,以及從城市邊界內向邊界外。進一步將敏感性分析與氮代謝模型相結合,研究發現在當前的氮流動體系下,污水處理率、污水脫氮率和畜禽糞尿還田率的提高對削減水體氮負荷的貢獻最大,而減少消費階段的食物浪費是降低土壤氮負荷的最有力措施。此外,研究提出了一個三層次架構的模板框架用于整合城市食物系統氮負荷削減的管理策略(如預防、減少、再循環、區域合作等),該框架可為城市生態系統養分的可持續管理提供借鑒。

  研究結果以Transforming nitrogen management of the urban food system in a food-sink city 為題,發表于Journal of Environmental Management,助理研究員黃葳為第一作者,研究員崔勝輝為通訊作者。該研究得到國家重點研究計劃、國家自然科學基金項目等的資助。

  論文鏈接

圖1. 城市食物系統氮負荷削減策略的模板框架

圖2. 不同管理調控策略對水體和土壤氮負荷的敏感性分析

打印 責任編輯:葉瑞優

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