城市食物氮磷代谢及污染形成机制
 中国科学院城市环境研究所青年人才前沿领域项目  2014.9-2017.8
 
预期目标
1、构建城市食物氮磷梯级流动模型,揭示城市食物氮磷在各环节的流动、损失和利用规律,阐明城市食物氮磷的滞留和耗竭机理。
2探索食物氮磷代谢与城市化的耦合机制。
3、总结归纳出城市食物氮磷代谢污染形成的时空机制,制定减少城市食物氮磷代谢环境污染的全程调控对策。
4、阐明九龙江流域城市化对食物氮磷代谢的影响与环境污染形成机制,制定减少九龙江流域食物氮磷代谢环境污染的全程调控对策。
 
研究目的和意义
  城市人口增加和食物消费结构转变在多大程度上、以何种途径影响食物氮磷代谢和氮磷污染形成机制等方面的研究还相当缺乏,从而导致对城市食物氮磷代谢过程的调控缺乏科学依据。本项目将开展城市食物氮磷代谢及污染形成机制的研究,阐明食物氮磷元素在城市中的滞留和耗竭机理;研究城市化发展对食物氮磷代谢的影响,定量分析城市发展的食物氮磷输入-输出总量,揭示城市食物氮磷代谢过程的调控途径和科学参数,阐明影响城市食物氮磷代谢与城市化过程直接相关的关键过程,研究城市食物氮磷代谢过程及环境污染形成机制。为研发以提高食物氮磷在城市生态系统中的代谢效率为目的的城市生态调控技术和建立以食物氮磷高效利用为目标的城市发展模式提供指导。
 
项目内容
1 研究内容
(1)城市食物氮磷代谢特征
(2)食物氮磷代谢与城市化的耦合机制
(3) 城市食物氮磷代谢污染形成机制
 
2 拟重点解决的科学问题或关键技术
(1)城市代谢研究面临的关键问题是缺乏系统的、基于城市系统特点的MFA框架。现有城市MFA研究大都套用国家MFA框架,但城市和国家尺度的差异使得国家MFA框架不完全适合城市MFA的研究。
(2)一般分析和评价方法往往只针对氮磷代谢的某一单个环节,忽略了各环节间的相互关系,无法从整体上得到全面的结论。对城市氮磷代谢过程的研究,可以通过分析代谢通量、强度等因子,从关键过程入手调控城市生态系统氮磷循环,在揭示我国城市氮磷代谢规律的基础上,通过全面、系统的关联分析,可以发现存在于不同环节的某些问题之间的相互关联和影响,从而提出更为科学、有效的解决方法,从而为城市环境管理和优化提供坚实的科学依据。
 
3 创新点
(1)从系统观点出发,以城市和区域食物氮磷代谢特征为核心,以研究城市和区域氮磷污染形成机制为出发点,强调基础研究与具体问题相结合。
(2)系统分析城市和典型区域城市食物中氮磷的代谢过程,建立城市食物氮磷元素的MFA模型,探索城市化对食物氮磷代谢的影响机制,明确城市化进程中食物氮磷污染问题的形成机制,为改善城市管理提供科学基础。