绿色生态环境-实现路径与进展课件

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(FromJackLiu,2018)Trendsinhumanpopulationandnitrogenusethroughoutthetwentiethcentury.(Erismanetal.,2008.NatureGeosci.)Theplanetboundariesinthreesystems(biodiversityloss,climatechangeandhumaninterferencewithnitrogencycle),havebeenexceeded.(Rockstömetal.,2009.Nature)NfertilizerconsumptionandcerealproductioninChina(1980=100)(CalculatedfromChineseStatisticalData)In2015,440kgG/capita22kgN/capitaRequiredprot.-N:3.5kgN/capita/yrAirpollutionNdepositionhasincreasedfrom13(1980s)to21(2000s)kgNha-1in2000s,amongwhichagriculturalNrsourcesoccupied2/3.NATURE

(Liuetal.,2013)1980199020002010我国空气污染特征及主要污染物与国外的对比(KuerbanandXuetal.,2019,Environ.Pollut.Inrevision)除O3外，其他五种污染物在华北地区最高；年均PM2.5,PM10,SO2andCO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。PM2.5PM10NO2SO2IncreasedNdischargehasledwaterpollutionsincemid1980s

(Reconstructionof60-yearNdischargeandwaterquality)TN：1.0mg/L(Yuetal.,2019.Nature)ShallowgroundwaterAgriculturalgreendevelopmentisnecessarycomparedtotraditionalagricultureItemsTraditionalAgric.Agric.greendevelop.Res.InputHighModerate/Low

Res.EfficiencyLowHigh

ProductqualityLowHigh

Env.FootprintsHighLow/Zero/Negative(Env.cleaning-up…)(ModifiedFromJackLiu,2018)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!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

小结绿色生态环境与美丽乡村模式图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的内涵与评价指标优良空气健康土壤清洁水体高资源循环率生物多样性指数美丽乡村景观测定/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基于生产过程的农业绿色生态环境指标NH3,温室气体NH3,温室气体

投入输出物质投入总氮、总磷、农药、兽药、蓝水、农膜、农田土壤氮代价畜禽养殖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清洁大气空气质量指数（AQI）1234576水体：地表水水质、人均农业水足迹、有效灌溉面积、地下水硝酸盐氮盈余农田重金属农业氨排放农业温室气体排放有机质氮淋洗、径流畜禽承载量畜禽氮综合利用率绿色生态环境工作的总体思路Approach：Driver-Flow–Impact–Solution–Redesign–Evaluation(DFISRE)Objectives：Foodsecurity,resourceefficiency,environmentalsustainability,ecosystemservices,humanhealth,RaisingfarmincomeGreeneco-env.iskeytoAgric.GreenDevelop.(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。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1、建立区域生态环境监测网2、确定资源投入或污染物排放的环境容量/阈值3、针对各生产过程提出资源要素投入的环境限量4、开展损失阻控与污染修复技术评价与区域示范5、全域推广绿色生态环境治理技术绿色生态环境的实现路径EstablishingenvironmentalmonitoringnetworkEstablishingdynamicmonitoringnetworkforatmosphere,soilandwaterbody;analyzingpollutionsourceandimplementingwarningforseverepollution;buildingenvironmentalimpactevaluationsystemandassessingtheriskofenvironmentalpollutionSoilCropVegetableOrchardLivestockWaterSurfaceGroundSewageAtmos.FarmlandLivestockSoilandatmos.monitoringWateronlinemonitoring白寨NH3monitoringnetworkinQuzhou（7

STBs+1Exp.Station+2

Prov.-env.sites）MonitoringsiteinQuzhouExp.Station

(supersite)DELTA系统ALPHA被动NH3Gradko被动NO2Hobo温湿监测仪Monitoringindex：

Airpollutants

(NH3/HNO3/NO2/aerosolNH4+和NO3-/O3/CO/SO2)

Prec.chemistry(DIN/DON/DIP/WSIs/heavymetals/pH.etc)PM2.5

andcomponents(WSIs/EC/OC/elements)曲周氨气与全球其他地区监测值对比(2015-2019)41EMEPsites38EANETstations133sites53USAMoNsites@QZ,38.2μgm-34倍(中国:8.6μgm-3)12倍(东亚:3.3μgm-3)

35倍(欧洲:1.1μgm-3)22倍(美国:1.7μgm-3)曲周年均(左)和秋冬季(右)PM2.5及二次离子浓度变化(Zhangetal.,unpublished;Wangetal.,unpublished)全年平均秋冬季随着污染减排强度加大，曲周点2015年以来PM2.5及二次离子浓度均出现明显下降，但相对而言秋冬季仍有较高污染水平。曲周大气氮沉降变化对污染减排的响应(Wen,Xu,etal.,inprep.)曲周0-1米土体农田硝态氮空间分布及其含量超标(>90kgN/ha)情况(LvT.T.,2019)0-20cm20-40cm40-60cm80-100cm60-80cm0-100cmQuantifyingrequired/criticalNinputsforgreeneco-environmentinQuzhouApproach1:ForwardcalculationRequiredNinput=NecessaryannualproteinNintakepercapita*population/NUEfinthefoodsystemApproach2:BackcalculationCriticalNinput=Env.-safeNconc.*specificflowratetoairorwater/Nlossrateincroplandsystem(Lvetal.,unpublished)16080132STBsplusnationalsoiltestingandfert.recommendationhasledtolargelyreducedairpollutioninQuzhouoverthelasttenyears(Xu,Zhang,Liu,unpublished)Nfert.reduction10%Yieldincrease20%(Zhangetal.,2018)Ureaseinhibitor

reducedNH3lossfrommaizefieldbymorethan80%(2-ha,Wangzhuang)Urea(15.2kgN/ha)，Urea+Limus(2.4kgN/ha,85%reduction)！简约型村域污水处理系统及效果(牛新胜提供)收集、水解池氧化池沉淀池生态池污水管道系统处理水利用0.66处理流程实物装置处理效果报告提纲

为何要关注绿色生态环境

什么是绿色生态环境

如何实现绿色生态环境

小结(Liuetal.,2016.EST)Additionalpositivesignals:Since2015,MOAreleased“zeroincrease”policyforchem.fertilizeruseby2020!In2016,Nfertilizeruseslightlydecreasecomparedwith2015.In2017,totalchemical(NPK)fertilizersuseachievedzero-increasetarget(threeyearsbeforeplan)!In2018,agriculturegreendevelopmentand/orruralrevitalizationarebecominganew“fashion”!中国正处于一个新的历史转折点！Crit.NInput

(25-35Tg/yr)Curr.Input80%OMRepl.Bal.Fert.Int.Mgt.+100%OMRepl.HighrisklineofN

Input(45Tg/yr)52Tg/yr47Tg/yr38Tg/yr32Tg/yrCurrent,criticalNandach