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《河北农业大学》 2006年
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中国营养体系养分流动循环(CNFC)模型研究

马林  
【摘要】:面对“人口—资源—环境—粮食”问题,我们不得不考虑《饥饿是否会再次敲响中国的大门?》。本文以养分资源为研究对象,用养分流动与循环的方法,建立“中国营养体系养分流动与循环模型”。模型以国民对营养的需求和对环境的影响为驱动力,以营养元素在“植物—动物—人类”的流动为链条,将养分循环研究扩展到整个社会圈。用Microsoft Excel 2003建立数据库,使用Visual Basic编程,建立了中国营养体系养分流动与循环数据库和计算机系统,可以实现定量计算我国各个年份养分在各个体系中的流动情况。 模型功能系统分为查询系统、计算系统。查询系统就是CNFC模型1.0版本,可以实现1980-2004年,种植业系统、畜牧业系统、家庭系统各个输入、输出项目氮、磷养分数量的查询功能。计算系统就是CNFC模型2.0版本,可以实现种植业系统、畜牧业系统、家庭系统各个输入、输出项目的氮、磷养分的自动计算功能。模型结果表明: 1.2004年中国种植业生产系统中氮、磷养分输入量分别为4488万吨、938万吨,输出量分别为3266万吨、641万吨。种植业系统的氮素、磷素分别盈余1222万吨、297万吨。 2.1980-1985年,种植业系统氮素盈余量为负值,亏缺689万吨。1986年以后,种植业系统氮素盈余量变为正值,盈余13569万吨。1980-1989年,种植业系统磷素盈余量为负值,亏缺1042万吨。1990年以后,种植业系统磷素盈余量变为正值,盈余2798万吨。 3.1980年,种植业系统进入大气和水体的氮素分别为469万吨、189万吨,2004年,种植业系统进入大气和水体的氮素分别为1083万吨、247万吨,分别为1980年的2.3倍、1.3倍。1980年,畜牧业系统进入大气和水体的氮素分别为129万吨、133万吨,2004年,畜牧业系统进入大气和水体的氮素分别为333万吨、357万吨,分别为1980年的2.6倍、2.7倍。1980年,家庭系统进入大气和水体的氮素分别为53万吨、119万吨,2004年,家庭系统进入大气和水体的氮素分别为56万吨、238万吨,分别为1980年的1.1倍、2.0倍。畜牧业进入环境的养分比例正在逐年增大。 4.2003年辽宁省、吉林省、黑龙江省畜禽粪尿耕地承载量分别为24t·hm~(-2)、20t·hm~(-2)、11t·hm~(-2),耕地畜禽粪尿承载量在空间上分布极不平衡。2004年河北省畜禽粪尿耕地承载量为38t·hm~(-2)、单位耕地粪尿氮承载量为182kg·hm~(-2)、单位耕地粪尿磷承载量为54kg·hm~(-2),承载量大的主要分布在石家庄、唐山、邯郸、保定地区。 5.对2004年中国种植业系统养分流动进行优化,最多能节省氮素资源633万吨。对2004年中国畜牧业系统养分流动进行优化,最多能节省氮素资源1299万吨。优化后,中国种植业系统进入大气和进入水体的氮素将减少到589万吨和124万吨,分别减少54%和50%;中国畜牧业系统进入大气和水体的氮素将减少到258万吨和302万吨,分别减少77%和85%。
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