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全球氮素流通的现状、特点和趋势研究

作　者: 李洁静
导　师: 张福锁; 张卫峰
学　校: 中国农业大学
专　业: 植物营养
关键词: 粮食安全自给率氮贸易流向氮贸易流量环境效应
分类号:
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

本文以全球化为背景,研究国家内部农产品氮(包括肥料氮)供需,国与国之间以农产品为载体的氮素贸易,以及氮素流通及输入输出过程中产生的环境效应。通过分析不同案例国采取的农产品安全保障策略,试图揭示全球化背景下农产品的供需规律,以及今后可能的发展方向。本文对研究粮食安全及宏观尺度养分管理具有重要的理论和现实意义。主要结论如下：1)从1961年到2009年,全球氮不能自给的国家和人口比例持续增加,分别从40%和20%增加到65%和50%左右,而出口者阵营并没有扩充,仍然维持在20%或低于20%的水平。全球氮肥产业布局逐渐发生变化,欧美等发达国家或者缩小氮肥产业规模,或者将氮肥工业向发展中国家转移,越来越多的发展中国家承担起了高污染高能耗的氮肥生产者的角色。全球农产品氮的供需因氮种类不同而不同,土地、能源、水资源对粮食安全的约束越来越强。从1961年到2009年,全球氮肥、植物性食品氮、饲料氮和水产品氮不能自给的国家和人口均在增加；资源约束小的动物性食品氮能够自给的国家和人口不断增加。全球化并没有解决粮食安全问题,却导致生产者价格和消费者价格差距不断拉大,二者都面临不稳定的压力。2)农产品贸易的全球化带动全球氮素流量和流向发生剧烈变化。从对矿产的进出口情况可以看到,2011年欧洲主销区的地位在逐渐削弱,亚洲和非洲的出口能力在逐渐增强,北美和南美为净进口区域,其对进口增量的贡献分别为39.5%和28.5%。2011年农产品氮贸易以亚洲和非洲进口为主,欧洲和北美为植物性食品氮和动物性食品氮的主要出口区域,南美为饲料氮的主要出口区域。目前的农业全球化是以矿产、土地等自然因素为推动力的,欧美在逐渐缩小资源消耗型的产业规模；亚非发展中及落后地区以矿产换食品,南美地区以土地换矿产和食品。未来全球农产品氮贸易以亚洲、南美和非洲地区承担主要角色。3)从环境角度来看,欧洲作为工业革命的发源地,以投入外源肥料和有机物质发展农业生产为主要特点,然而,随着时间的推移,过量投入逐渐超出环境承载范围,单位土地氮负载严重超标。20世纪末和21世纪初,欧美转变发展策略,在缩小资源消耗型产业规模的同时减少外源氮素投入,提高体系内氮素循环利用效率,单位土地氮负载在不断下降。然而,全球其他地区,由于经济发展及人口增长的压力,仍在走高投入低效率的发展道路,单位土地氮负载在不断升高,以亚洲地区较明显。按照氮肥用量计算,当前全球12个国家单位可耕地氮负载超过200公斤,而按照所有农产品氮(包括肥料氮)计算,全球33个国家单位耕地氮负载超过200公斤。当前仅美欧部分国家在改善,而包括日韩等在内的绝大多数国家仍在快速走向恶化。4)在不同的氮贸易策略下,完全依赖于进口食物的石油出口大国(中东)未来环境问题可能最大；小型岛屿发达经济体(日韩)未来环境压力和农业生产压力都较大；新兴人口大国(中印巴)高度追求自给,正在走向农业生产和环境污染的交义路口;欧美发达国家追求动物食品自给是环境压力较大的主要原因;非洲国家化肥投入极低,外部养分输入是其保持农业生产发展的关键。未来的农业全球化中,大部分国家只有将技术和环境纳入政策考虑范畴,像欧美国家一样,才可能实现全球公平和可持续发展。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章综述  10-20
  1.1 全球农产品供需与贸易  10-12
    1.1.1 全球农产品供需关系  10-11
    1.1.2 全球农产品贸易  11-12
  1.2 粮食安全问题  12-16
    1.2.1 粮食安全问题的提出  12-13
    1.2.2 影响粮食安全的因素  13-16
  1.3 全球养分管理进展  16-18
  1.4 问题的提出  18
  1.5 研究内容  18-19
  1.6 研究思路和技术路线  19-20
第二章全球农产品氮的自给率变化  20-40
  2.1 引言  20
  2.2 研究方法  20-21
    2.2.1 系统边界  20-21
    2.2.2 数据来源  21
  2.3 结果  21-30
    2.3.1 肥料氮自给率的历史变化  21-23
    2.3.2 植物性食品氮自给率的历史变化  23-25
    2.3.3 动物性食品氮自给率的历史变化  25-27
    2.3.4 饲料氮自给率的历史变化  27-29
    2.3.5 水产品氮自给率的历史变化  29-30
  2.4 讨论  30-32
    2.4.1 全球氮肥产业布局发生变化  30-31
    2.4.2 全球农产品供应和需求在波动中变化  31
    2.4.3 人均供应不足的问题依然存在  31-32
  2.5 小结  32-40
第三章全球氮素流通形势变化  40-56
  3.1 引言  40
  3.2 研究方法  40-46
    3.2.1 系统边界  40-41
    3.2.2 数据来源  41-46
  3.3 结果  46-54
    3.3.1 氮肥贸易中的氮流向和流量变化  46-47
    3.3.2 植物性食品贸易中的氮流向和流量  47-49
    3.3.3 动物性食品氮流向和流量  49-50
    3.3.4 饲料氮流向和流量  50-52
    3.3.5 所有农产品中的氮流向和流量  52-54
  3.4 讨论  54-55
    3.4.1 不确定性分析  54
    3.4.2 全球氮贸易的启示  54-55
  3.5 小结  55-56
第四章全球氮素土地承载及环境压力变化  56-68
  4.1 引言  56
  4.2 研究方法  56-57
    4.2.1 系统边界  56-57
    4.2.2 数据来源  57
  4.3 结果  57-65
    4.3.1 1960s年代全球所有农产品氮和肥料氮的单位土地氮负载  57-59
    4.3.2 1970s年代全球所有农产品氮和肥料氮的单位土地氮负载  59-61
    4.3.3 1980s年代全球所有农产品氮和肥料氮的单位土地氮负载  61-62
    4.3.4 1990s年代全球所有农产品氮和肥料氮的单位土地氮负载  62-64
    4.3.5 2000s年代全球所有农产品氮和肥料氮的单位土地氮负载  64-65
  4.4 讨论  65-67
    4.4.1 过量氮负载带来多种负面环境效应  65-66
    4.4.2 有些国家已采取措施,负面效应逐渐缓解  66
    4.4.3 研究方法的比较  66-67
  4.5 小结  67-68
第五章全球氮流通转变的资源、生产力和环境影响  68-80
  5.1 引言  68
  5.2 研究方法  68-69
    5.2.1 数据来源  68
    5.2.2 国家分类  68-69
  5.3 结果  69-77
    5.3.1 第一类国家环境承载压力巨大,并且不断增长  69-70
    5.3.2 第二类国家有部分农业生产,但大部分食品依赖进口  70-72
    5.3.3 第三类国家基本参与全球农产品的自由贸易  72-73
    5.3.4 第四类国家追求所有产品自给自足  73-75
    5.3.5 第五类国家以牺牲本国资源为代价换取粮食  75-77
  5.4 讨论  77-79
    5.4.1 采用特定策略的原因分析  77
    5.4.2 类别内部的差异  77
    5.4.3 不同类别的综合比较  77-79
  5.5 小结  79-80
第六章结论与展望  80-82
  6.1 全文结论  80-81
  6.2 研究特色与创新  81
  6.3 展望  81-82
参考文献  82-90
致谢  90-92
作者简介  92

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