基于生产与消费足迹的城市氮负荷核算及调控对策研究

Urban nitrogen flows and associated ecological impacts have become a research hotspot in the field of global nitrogen cycle. However, most of previous research was territorial-based. Those studies had difficulties in examining, holistically and systematically, the impacts of urban development on nitrogen flows, loads and pollution of city itself as well as areas beyond its boundary. This research proposes to employ the footprint concept and develop an accounting approach to nitrogen load associated with urban production and consumption activities (or called urban nitrogen footprint), with the integration of environmentally extended multiregional input-output analysis, material flow analysis and process analysis. Using Xiamen as a case study, the research will investigate the dynamic evolution of urban nitrogen load in terms of its amount and structural compositions, during the process of urbanization. On this basis, the research will reveal the driving mechanism of urban nitrogen load by means of decomposition models and comparative analysis, and finally put forward corresponding regulatory and control measures. This research is expected to provide scientific decision supports for sustainable nitrogen management in rapidly urbanizing areas.

城市氮流动及相关的区域生态环境影响已成为全球氮循环的一个研究热点。然而当前研究大多是基于属地的视角，难以全面系统地探讨城市的发展对其自身及边界外区域所带来的氮流动、氮负荷和氮污染的影响。本研究拟运用足迹的概念，整合环境拓展的多区域投入产出分析、物质流分析和过程分析法等多种手段，从生产和消费的综合视角构建城市氮足迹的核算技术体系。进而以厦门市为例，对城市化进程中城市氮负荷的总量和结构组成进行动态研究。在此基础上，建立分解模型并通过对比分析，揭示城市氮负荷演变的驱动机制，最终提出城市氮负荷调控对策，为快速城市化地区的可持续氮素管理提供科学的决策依据。

城市氮流动及相关的区域生态环境影响已成为全球氮循环的一个研究热点。本项目在构建城市尺度氮流动模型的基础上，探究城市氮流动的时空演化特征，解析其驱动机制，提出城市氮负荷的调控管理对策。取得的主要研究成果和结论如下：.（1）基于物质流分析方法，解析和量化了氮素在城市生态系统（14个子系统）中的供应过程、消费过程、基础设施转移过程及自然过程中的流动特征。并以厦门市为例，分析了高度城镇化消费型城市氮流动的动态特征和演化规律。识别出了三种类型的氮负荷转移，即从生产端向消费端，在不同的环境介质间，从城市边界内向边界外，这些发现同样适用于那些发展中国家正在经历快速城市化的地区。.（2）运用对数平均迪氏指数法建立驱动因素分解模型，并以食物源和食物汇两个地级市为例进行实证和对比分析，定量解析了食物生产氮代价、供给需求比、消费水平、人口等主要因素对不同类型城市食物系统氮投入变化的贡献率的影响机制。所建立的分解模型具有较广泛的适用性，可用于不同类型的城市尺度食物系统，有助于刻画驱动因素的演化特征，诊断出政策优先干预调控的驱动因子。.（3）结合风险模拟评价，整合“生产—消费—贸易”的综合视角，在城市边界内已有流动体系、开辟崭新的流动路径、应对跨域影响的区域性合作机制三个层次上提出一个结构化综合性的调控策略框架。该框架有助于为城市的政策制定者提供一个系统性的思路，辅助其根据当地的实际情况为可持续的养分管理配置适用的政策工具包。