绿色生态环境 实现路径与进展
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绿色生态环境：实现路径与进展
——以曲周为例
刘学军、许稳、沙志鹏，张洋洋，温章，王敬霞， 吕天天，李花粉，张涛，牛新胜，张福锁等 中国农业大学
重庆 ·2019年8月4 日
报告提纲
为何要绿色生态环境 什么是绿色生态环境 如何实现绿色生态环境 小结
人类正面临一系列全球挑战
• 粮食安全 • 资源短缺 • 土壤污染 • 水体污染 • 土地退化 • 气候变化 • 生物多样性下降 • 大气污染 • 能源安全 • 环境变化 • 生态系统服务受损
NATURE (Liu et al., 2013)
Air pollution
1980
1990
2000
2010
N deposition has increased from 13 (1980s) to 21 (2000s) kg N ha-1
in 2000s, among which agricultural Nr sources occupied 2/3.
我国空气污染特征及主要污染物与国外的对比
除O3外，其他五种污染物在华北地区最高； 年均PM2.5, PM10, SO2 and CO呈下降趋势，NO2和O3年均浓度有所增加； 秋冬季PM2.5污染和夏季O3污染仍是我国空气污染的关键 我国主要空气污染物浓度明显高于欧洲、东亚和美国等国家。
我们想象中的绿色生态环境与美丽乡村景观 绿色生态环境与美丽乡村模式图
绿色生态环境的内涵与评价指标
1. 优良空气 2. 健康土壤 3. 清洁水体 4. 高资源循环率 5. 生物多样性指数 6. 美丽乡村景观
测定/评价指标:
➢ 大气PM2.5, NH3, NOX, SO2 浓度 ➢ 土壤硝酸盐、重金属和其他污染物浓度 ➢ 水体总氮、总磷、氨氮/硝氮和其他污染物浓度 ➢ 种植体系多元化程度 ➢ 垃圾分类与处理方式 ➢ 乡村绿化率等
High Low Low High
Moderate/Low High High Low/Zero/Negative
可见，农业绿色发展与绿色生态环境也已成为未来农业和乡村
发展的必然要求!
(Modified From Jack Liu, 2018)
报告提纲
为何要绿色生态环境 什么是绿色生态环境 如何实现绿色生态环境 小结
(From Jack Liu, 2018)
Trends in human population and nitrogen use throughout the twentieth century.
(Erisman et al., 2008. Nature Geosci.)
The planet boundaries in three systems (biodiversity loss, climate change and human interference with nitrogen cycle), have been exceeded. (Rockstöm et al., 2009. Nature)
440 kg G/capita
250 200
186
194
22 kg N/capita
170
Required prot.-N:
150
139
144
3.5 kg N/capita/yr
100 100
100
41 50
0.7
0
1950
1980
1990
2000
2010
2015
(Calculated from Chinese Statistical Data)
Agricultural green development is necessary compared to traditional agriculture
Items
Traditional Agric. Agric. green develop.
Res. Input Res. Efficiency Product quality Env. Footprints (Env. cleaning-up…)
PM2.5
PM10
NO2
SO2
(Kuerban and Xu et al., 2019, Environ. Pollut. In revision)
Increased N discharge has led water pollution since mid 1980s
(Reconstruction of 60-year N discharge and water quality)
N fertilizer consumption and cereal production in China (1980=100)
Yield or N fert. relative to 1980 (%)
350
Grain yield
3Βιβλιοθήκη Baidu2
327 In 2015,
300
N fertilizer
241
富营养化面积 (km2)
9000 7500 6000 4500 3000 1500
0
115
1970
600
1980
5000
2000
8700
2007
Shallow groundwater
TN：1.0 mg/L
Groundwater investigation in NCP (2010)
(Yu et al., 2019. Nature)
Objectives：Food security, resource efficiency, environmental sustainability, Approach：Derciovseyrs-teFmloswer–vIicmesp,ahcut m–Saonluhteioanlth–,RReadiessiinggnf–arEmvainlucaotmioen (DFISRE)
输出
5 氮淋洗、径流
6 水体：
地表水水质、人均农业水足迹、 有效灌溉面积、地下水硝酸盐
绿色生态环境工作的总体思路
Green eco-env. is key to Agric. Green Develop. (AGD)
总之，绿色生产需要绿色生态环境保驾护航，而 绿色生产过程则是实现绿色生态环境的关键。
基于生产过程的农业绿色生态环境指标
1 清洁大气
空气质量指数（AQI）
NH3, 温室气体 NH3, 温室气体
2 物质投入
总氮、总磷、 农药、兽药、
蓝水、农膜、
投入
3 农田土壤
氮代价
氮盈余 农田重金属
农业氨排放 农业温室气体排放 有机质
4 畜禽养殖
畜禽承载量 畜禽氮综合利用率
7 废弃物资源化
畜禽粪污/秸秆还田利用 产品加工废弃物利用 垃圾/污水处理率 食物系统氮磷利用效率
——以曲周为例
刘学军、许稳、沙志鹏，张洋洋，温章，王敬霞， 吕天天，李花粉，张涛，牛新胜，张福锁等 中国农业大学
重庆 ·2019年8月4 日
报告提纲
为何要绿色生态环境 什么是绿色生态环境 如何实现绿色生态环境 小结
人类正面临一系列全球挑战
• 粮食安全 • 资源短缺 • 土壤污染 • 水体污染 • 土地退化 • 气候变化 • 生物多样性下降 • 大气污染 • 能源安全 • 环境变化 • 生态系统服务受损
NATURE (Liu et al., 2013)
Air pollution
1980
1990
2000
2010
N deposition has increased from 13 (1980s) to 21 (2000s) kg N ha-1
in 2000s, among which agricultural Nr sources occupied 2/3.
我国空气污染特征及主要污染物与国外的对比
除O3外，其他五种污染物在华北地区最高； 年均PM2.5, PM10, SO2 and CO呈下降趋势，NO2和O3年均浓度有所增加； 秋冬季PM2.5污染和夏季O3污染仍是我国空气污染的关键 我国主要空气污染物浓度明显高于欧洲、东亚和美国等国家。
我们想象中的绿色生态环境与美丽乡村景观 绿色生态环境与美丽乡村模式图
绿色生态环境的内涵与评价指标
1. 优良空气 2. 健康土壤 3. 清洁水体 4. 高资源循环率 5. 生物多样性指数 6. 美丽乡村景观
测定/评价指标:
➢ 大气PM2.5, NH3, NOX, SO2 浓度 ➢ 土壤硝酸盐、重金属和其他污染物浓度 ➢ 水体总氮、总磷、氨氮/硝氮和其他污染物浓度 ➢ 种植体系多元化程度 ➢ 垃圾分类与处理方式 ➢ 乡村绿化率等
High Low Low High
Moderate/Low High High Low/Zero/Negative
可见，农业绿色发展与绿色生态环境也已成为未来农业和乡村
发展的必然要求!
(Modified From Jack Liu, 2018)
报告提纲
为何要绿色生态环境 什么是绿色生态环境 如何实现绿色生态环境 小结
(From Jack Liu, 2018)
Trends in human population and nitrogen use throughout the twentieth century.
(Erisman et al., 2008. Nature Geosci.)
The planet boundaries in three systems (biodiversity loss, climate change and human interference with nitrogen cycle), have been exceeded. (Rockstöm et al., 2009. Nature)
440 kg G/capita
250 200
186
194
22 kg N/capita
170
Required prot.-N:
150
139
144
3.5 kg N/capita/yr
100 100
100
41 50
0.7
0
1950
1980
1990
2000
2010
2015
(Calculated from Chinese Statistical Data)
Agricultural green development is necessary compared to traditional agriculture
Items
Traditional Agric. Agric. green develop.
Res. Input Res. Efficiency Product quality Env. Footprints (Env. cleaning-up…)
PM2.5
PM10
NO2
SO2
(Kuerban and Xu et al., 2019, Environ. Pollut. In revision)
Increased N discharge has led water pollution since mid 1980s
(Reconstruction of 60-year N discharge and water quality)
N fertilizer consumption and cereal production in China (1980=100)
Yield or N fert. relative to 1980 (%)
350
Grain yield
3Βιβλιοθήκη Baidu2
327 In 2015,
300
N fertilizer
241
富营养化面积 (km2)
9000 7500 6000 4500 3000 1500
0
115
1970
600
1980
5000
2000
8700
2007
Shallow groundwater
TN：1.0 mg/L
Groundwater investigation in NCP (2010)
(Yu et al., 2019. Nature)
Objectives：Food security, resource efficiency, environmental sustainability, Approach：Derciovseyrs-teFmloswer–vIicmesp,ahcut m–Saonluhteioanlth–,RReadiessiinggnf–arEmvainlucaotmioen (DFISRE)
输出
5 氮淋洗、径流
6 水体：
地表水水质、人均农业水足迹、 有效灌溉面积、地下水硝酸盐
绿色生态环境工作的总体思路
Green eco-env. is key to Agric. Green Develop. (AGD)
总之，绿色生产需要绿色生态环境保驾护航，而 绿色生产过程则是实现绿色生态环境的关键。
基于生产过程的农业绿色生态环境指标
1 清洁大气
空气质量指数（AQI）
NH3, 温室气体 NH3, 温室气体
2 物质投入
总氮、总磷、 农药、兽药、
蓝水、农膜、
投入
3 农田土壤
氮代价
氮盈余 农田重金属
农业氨排放 农业温室气体排放 有机质
4 畜禽养殖
畜禽承载量 畜禽氮综合利用率
7 废弃物资源化
畜禽粪污/秸秆还田利用 产品加工废弃物利用 垃圾/污水处理率 食物系统氮磷利用效率