2024年4月,面源污染团队在《Nature Food》(IF = 23.6)发表了题为“Agricultural management practices in China enhance nitrogen sustainability and benefit human health”的论文。
论文致力于找出有效提高资源效率并减轻环境污染的成功管理实践,并强调了可能需要进一步改进或调整的领域。利用2007年和2017年两次全国农业污染源普查的2,238,550个点的数据,方法包括对十年来农业管理实践变化的定量分析,以及对农业氮(N)使用变化的考察中国各地的损失和氮利用效率(NUE)。研究探讨了管理实践与氮产量和氮利用效率之间的关系。最后,评估了未来各种情景下的农业产量和氮污染,考虑了管理实践的潜在变化,并对相关成本和收益进行了全面评估。
研究结果显示,2007年至2017年间,中国的N肥输入和畜禽粪便使用量显著下降,分别减少了8%和30%。与此同时,作物收获中的氮增加了10%,整体N利用效率提升了18%。具体到地区,如西北、东海岸和南海岸的某些地区在两次普查期间仍保持较高的肥料消耗率,而约60%的耕地实现了肥料使用量的减少。有机肥料的使用相对于总的有机-无机输入比例在2007年至2017年间减少了4%。免耕作、肥料深层施用和秸秆还田的实践在同一时期内呈现出积极变化,但有机肥料使用的下降表明在推广有机肥料方面存在挑战。研究通过对两次普查数据的深入分析,发现深层施肥、有机肥料使用比例的提高和秸秆还田量的增加与作物的氮收获和氮利用效率(NUE)的提高具有显著正相关。这些管理实践对于优化资源利用、提升作物产量和减少环境影响至关重要。
对未来的情景分析预测,通过综合采用当前的最佳管理实践,可以进一步减少农田氮损失,最多达到每年1.4Mt,同时保持或提升作物产量。这些情景展示了通过改进农业管理实践减少氮污染的潜力,同时指出环境和健康的益处将持续超过实施成本,预计未来总收益可达150亿美元。
成本-收益分析揭示,虽然采纳这些管理实践需要较大的初期投资(最高达110亿美元),但长期来看,环境和健康方面的收益预计将显著超过成本。这强调了实施这些管理实践的经济合理性和对公共健康的潜在益处。
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