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氮素是食品生产的重要保障性资源,关系着人类食品安全。人类在利用氮素进行食物生产与消费的活动中,普遍存在利用率低、损失量多、环境污染和生态破坏等问题,这对氮素资源的可持续利用、经济-社会-资源环境的可持续发展提出了严峻挑战,因此食物生产-消费体系氮素资源利用问题已受到世界各地普遍关注。本文以苏州市为研究区,以氮素资源为对象,构建了食物生产-消费链氮素梯级流动模型,并从资源利用、食品保障和环境保护三个角度对氮素利用中的资源利用效率特征、食品氮供需平衡特征和氮素环境负荷特征逐一分析,进而综合评价氮素资源可持续利用水平。主要结论如下:(1)2000-2014年苏州市农田生产子系统氮素利用率多年平均水平为27.69%,畜禽养殖子系统为24.30%,两生产子系统氮素利用率高于国内部分地区,但低于部分发达国家水平。农田生产子系统氮素环境损失率年均水平为61.54%,畜禽养殖子系统为36.57%,家庭消费子系统为62.09%,以家庭子系统损失率最高。农田生产子系统氮素循环利用率年均值为51.04%,畜禽养殖子系统为54.40%,家庭消费子系统为36.76%,该市仍需进一步加强废弃物氮的合理再利用以进一步提高氮素循环利用率。(2)2000-2014年苏州市平均每年生产植物食品氮1.99±0.32万tN、动物食品氮0.52±0.06万tN;受农业生产规模缩小影响,动植物食品氮生产量呈减少趋势。植物食品氮消费量1.96±0.14万tN/yr,年际变化较小;动物食品氮消费量0.86±0.31万tN/yr,呈逐年增加趋势,这是畜肉食品消费量增加所致。植物食品氮年均盈缺量0.03±0.04万tN/yr,动物食品氮年均盈缺量-0.34±0.36万tN/yr,动植物食品氮均呈供需不平衡状态;植物食品氮供需不平衡主要受农作物总产量、植物食品氮需求、乡村常住居民可支配收入影响,动物食品氮供需不平衡主要受动物食品氮需求、畜禽产品氮产量、乡村人口数量影响。植物食品氮自给率年均水平为101.85%,动物食品氮自给率年均水平为71.67%,表明植物食品氮自给能力较高,对外依赖程度较弱,而动物食品氮自给能力较低,对外依赖较强。(3)2000-2014年苏州市食物生产-消费链平均每年给当地水环境造成2.36±0.19万tN负荷,氮负荷量呈现波动增长趋势;每年造成水环境污染的浓度在5.76～12.66 mg/L之间,改善水质必须减少氮素入水量。平均每年土壤环境氮负荷为1.90±0.94万tN,负荷量总体上不断减少,因此土壤环境面临的氮素污染压力不断减小;粪尿还田氮的农田负荷警戒值变化范围在0.14～0.28之间,警戒值较低,耕地土壤受粪尿废弃物氮的污染风险较小。大气环境氮负荷量的多年平均水平为2.33±0.38万tN,且负荷量总体上亦呈减少趋势,这主要由第一产业比重不断减小所致。(4)2000-2014年苏州市食物生产-消费链氮素资源利用中,食品保障子目标评价指数逐年下降,资源利用子目标评价指数先逐渐降低后逐渐升高,环境保护子目标评价指数波动上升,表明食品保障、资源利用、环境保护三方面未能实现协调统一发展;氮素利用可持续性综合评价指数总体上呈现波动下降趋势,表明氮素资源可持续利用水平需进一步提高。