蘭州市城鄉(xiāng)居民食物氮足跡測(cè)度及其動(dòng)態(tài)分析

蔡建輝++顏七笙

摘要：借助N-Calculator模型估算了2000-2014年蘭州市城鄉(xiāng)居民人均食物消費(fèi)氮足跡，分析了其變化特點(diǎn)與影響因素間的關(guān)系。結(jié)果表明，城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡在9.734～12.779 kg（N）/a波動(dòng)，平均為10.655 kg（N）/a；農(nóng)村居民在8.810～11.311 kg（N）/a波動(dòng)，平均為10.194 kg（N）/a。城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子恩格爾系數(shù)、食物價(jià)格指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與人均可支配收入呈正相關(guān)；農(nóng)村則相反。

關(guān)鍵詞：氮足跡；食物消費(fèi)；城鄉(xiāng)居民；蘭州市

中圖分類號(hào)：X24；F126.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）13-2451-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.13.013

Estimation and Dynamic Analysis on Food Nitrogen Footprint of Urban and Rural Residents in Lanzhou City

CAI Jian-hui， YAN Qi-sheng

（School of Earth Science and Mapping Engineering， East China University of Technology， Nanchang 330013， China）

Abstract： Per capita food nitrogen footprint of urban and rural residents from 2000 to 2014 in Lanzhou was estimated using the N-Calculator model， and its characteristics change and the relationship with factors was analyzed. The results showed that， the per capita food nitrogen footprint of urban residents fluctuated between 9.734 to 12.779 kg（N）/a， average of 10.655 kg（N）/a； and it fluctuated between 8.810 to 11.311 kg（N）/a in the rural area， average of 10.194 kg（N）/a. The per capita food nitrogen footprint of urban residents were negatively correlated with the Engels coefficient and the food price index， and was positively correlated with per capita disposable income； the per capita food nitrogen footprint of rural residents was positively correlated with the Engels coefficient and the food price index， and was negatively correlated with per capita disposable income.

Key words： nitrogen footprint； food consumption； urban and rural residents； Lanzhou city

城市環(huán)境受到氮素流動(dòng)變化的影響，食物蛋白質(zhì)中含有氮素，食物生產(chǎn)、消費(fèi)過程存在氮素的流動(dòng)過程，居民食物消費(fèi)產(chǎn)生的氮足跡是城市生態(tài)環(huán)境氮素輸入的重要來源之一[1]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)、居民收入、食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)影響著居民食物消費(fèi)的氮足跡，當(dāng)這三者發(fā)生變化時(shí)，居民食物消費(fèi)氮足跡也隨之發(fā)生變化。氮足跡是足跡家族中的又一個(gè)研究熱點(diǎn)[2]。美國Leach等[3]開發(fā)了N-Calculator模型，用于研究不同尺度區(qū)域的氮足跡，主要通過個(gè)人、家庭、國家3個(gè)方向研究。Neset等[4]以瑞典食物消費(fèi)產(chǎn)生的氮素流動(dòng)為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境中氮素與食物消費(fèi)產(chǎn)生的氮足跡變化有密切關(guān)系。國內(nèi)學(xué)者借助N-Calculator模型，研究了城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)氮足跡的變化并分析了與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素之間的關(guān)系。李彥旻等[5]分析了1990-2012年重慶市居民食物消費(fèi)氮足跡動(dòng)態(tài)變化。冼超凡等[6]對(duì)北京市1980-2012年城鄉(xiāng)居民食物消費(fèi)氮足跡進(jìn)行了估算與分析。本研究估算了2000-2014年蘭州市城鄉(xiāng)居民人均食物氮足跡，分析了蘭州市居民食物消費(fèi)氮足跡與各影響因素之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

蘭州市位于102°30′-104°30′E，35°05′-38°00′N，全市總面積13 085.6 km2，2014年常住人口366.49萬人，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入23 030元，農(nóng)村居民為8 067元[7]；城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)2014年比2000年減少3.17%，農(nóng)村則增加2.34%。

研究數(shù)據(jù)來源于《蘭州市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2015年）、《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2015年）。不同類型食物氮的折算系數(shù)、虛擬因子來自文獻(xiàn)[6]。

1.2 研究方法

1.2.1 食物消費(fèi)氮足跡 食物中所含的蛋白質(zhì)根據(jù)文獻(xiàn)[8]按0.16折算成氮素含量。由于蘭州市奶類、瓜果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺失，根據(jù)研究需求選取糧食、蔬菜、豬牛羊肉、蛋類、水產(chǎn)品、禽類6類食物。

We=■Wei

Wei=Wi×ri

式中，We為食物總消費(fèi)氮足跡，Wei為食物i消費(fèi)的氮足跡，n為食物種類；Wi為食物i的消費(fèi)量，ri為食物i的折算系數(shù)。

1.2.2 食物生產(chǎn)氮足跡 食物生產(chǎn)氮足跡主要包括食物加工、農(nóng)田施肥、動(dòng)物飼料中的氮素3部分，這部分氮素是食物消費(fèi)氮足跡與虛擬因子相乘所得。食物氮含量與虛擬因子如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘭州市居民人均食物氮足跡

2000年蘭州市農(nóng)村居民除糧食人均消費(fèi)氮足跡大于城市居民之外，其余各類食物的消費(fèi)氮足跡都小于城市居民（表2）。2000-2014年，除糧食之外，城鎮(zhèn)居民人均各類食物消費(fèi)氮足跡均大于農(nóng)村，其中相差最大的是水產(chǎn)品，城鎮(zhèn)是農(nóng)村的6.596倍；最小的是糧食，城鎮(zhèn)是農(nóng)村的49.121%；此外，豬牛羊肉城鎮(zhèn)是農(nóng)村的1.245倍，蛋類是3.051倍，禽類是3.655倍。2000-2014年，城鎮(zhèn)居民平均總氮足跡為10.655 kg（N）/a，農(nóng)村為10.194 kg（N）/a。2014年蘭州市城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡與2000年相比增加0.622 kg（N）/a，農(nóng)村則增加0.112 kg（N）/a。隨著蘭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)偏向豬牛羊肉、糧食、蔬菜，農(nóng)村居民食物消費(fèi)主要以糧食和豬牛羊肉為主。農(nóng)村除糧食消費(fèi)氮足跡有所下降外，其他食物的消費(fèi)氮足跡皆有所增加。2014年中國城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡為18.498 kg（N）/a，農(nóng)村居民為15.926 kg（N）/a[7]；2014年蘭州市城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡為10.655 kg（N）/a，農(nóng)村為10.194 kg（N）/a。

2.2 食物消費(fèi)與氮足跡的關(guān)系

2000-2014年農(nóng)村居民人均食物消費(fèi)量與人均食物氮足跡幾乎趨于一致（圖1）。通過SPSS軟件對(duì)人均食物消費(fèi)量和人均食物氮足跡進(jìn)行Spearman分析，得出城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)量與人均食物消費(fèi)氮足跡之間r=0.746，P=0.001；農(nóng)村居民食物消費(fèi)量與人均食物消費(fèi)氮足跡之間r=0.950，P=0.000，說明食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)影響食物消費(fèi)氮足跡。

蘭州市城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)較均衡，農(nóng)村居民糧食消費(fèi)所占比例下降，其他各類產(chǎn)品所占比例有所增加，豬牛羊肉、蔬菜、禽類、水產(chǎn)品、蛋類分別從19.704%、6.854%、0.719%、0.607%、1.723%上升到28.252%、13.021%、3.164%、1.411%、5.073%（圖2）。總體上居民食物消費(fèi)偏向豬牛羊肉、水產(chǎn)品、禽類、蛋類等高氮食物。

區(qū)域人口數(shù)量的增減導(dǎo)致居民食物消費(fèi)氮足跡總量變化。2000年蘭州市城鎮(zhèn)常住人口159.750萬人，2014年為200.990萬人。2014年城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)氮足跡總量與2000年相比增加了5 349.060 t（N）/a，最大值為2006年的23 729.149 t（N）/a，總體呈增加趨勢(shì)。農(nóng)村居民食物消費(fèi)氮足跡總量最小值為2012年的10 485.563 t（N）/a，最大值為2005年的14 456.910 t（N）/a，農(nóng)村食物消費(fèi)氮足跡總體呈降低態(tài)勢(shì)并伴隨波動(dòng)式變化（圖3）。在15年間蘭州市城鎮(zhèn)食物消費(fèi)氮足跡總量上升，但農(nóng)村常住人口小于城鎮(zhèn)，因此城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)氮足跡是影響整個(gè)蘭州市氮足跡主要指標(biāo)，故要降低蘭州市食物消費(fèi)氮足跡關(guān)鍵在于降低城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡。

從總體看，蘭州市城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)呈不合理狀態(tài)。城鎮(zhèn)居民糧食、蔬菜消費(fèi)量較合理，畜肉類消費(fèi)高于全國平均水平，蛋類、水產(chǎn)品低于全國平均水平；農(nóng)村居民除糧食消費(fèi)量較高，其他均低于全國平均水平（表3），表明畜肉類是影響城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)氮足跡主要因素，農(nóng)村則為糧食。隨著蘭州市城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們追求營養(yǎng)平衡，其他各類食物的消費(fèi)量還會(huì)增加，因此蘭州市人均食物消費(fèi)氮足跡還會(huì)增加。

2.3 居民食物消費(fèi)氮足跡的影響因素

居民食物消費(fèi)氮足跡主要受人均可支配收入、恩格爾系數(shù)、食物價(jià)格指數(shù)、家庭規(guī)模等因素影響。借助SPSS軟件對(duì)蘭州市2000-2014年恩格爾系數(shù)、人均可支配收入、食物價(jià)格指數(shù)進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，得到城鄉(xiāng)居民人均食物消費(fèi)氮足跡與各因素之間的關(guān)系。

蘭州市城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡總量分別與恩格爾系數(shù)、價(jià)格指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與人均可支配收入呈正相關(guān)；農(nóng)村居民人均食物消費(fèi)氮足跡總量分別與恩格爾系數(shù)、價(jià)格指數(shù)呈正相關(guān)，與人均可支配收入呈負(fù)相關(guān)（表4）；影響蘭州市城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡的主要食物是糧食、蔬菜等素食；影響農(nóng)村的是糧食、豬牛羊肉。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村居民食物消費(fèi)類型產(chǎn)生變化，糧食消費(fèi)量減小，豬牛羊肉、蔬菜、蛋類、水產(chǎn)品、禽類等食物增加較少，導(dǎo)致農(nóng)村居民人均食物消費(fèi)氮足跡總量降低。城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)氮足跡增加，主要是由于城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)更趨向于選擇導(dǎo)致氮足跡快速增長(zhǎng)的豬牛羊肉、禽類、蛋類等高氮食物造成的。由此可知，蘭州市居民食物消費(fèi)的結(jié)構(gòu)仍不合理，不合理的消費(fèi)模式不利于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)還會(huì)增加城市人口增長(zhǎng)帶來的壓力。

3 小結(jié)與討論

運(yùn)用N-Calculator模型，核算2000-2014年蘭州市城鄉(xiāng)居民人均食物消費(fèi)氮足跡并分析了其主要影響因素。2000-2014年蘭州市城鎮(zhèn)居民人均食物消費(fèi)氮足跡在9.734～12.779 kg（N）/a波動(dòng)，平均值為10.655 kg（N）/a；農(nóng)村居民人均食物消費(fèi)氮足跡在8.810～11.311 kg（N）/a波動(dòng)，平均值為10.194 kg（N）/a。城鎮(zhèn)居民食物消費(fèi)中蔬菜、畜肉類較高，農(nóng)村則糧食、豬牛羊肉較高，其他消費(fèi)低于全國平均水平。隨著蘭州市城市化進(jìn)程加快，人均可支配收入增加，居民可以根據(jù)自己消費(fèi)意愿選擇營養(yǎng)豐富的食品，改變不合理的食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)，追求更加健康合理的生活方式，因此蘭州市城鄉(xiāng)居民人均食物氮足跡還有很大的增長(zhǎng)空間。

居民食物消費(fèi)是城市系統(tǒng)中氮素循環(huán)的重要組成部分，通過核算城鄉(xiāng)居民食物氮足跡并分析其影響因子有助于引導(dǎo)城鎮(zhèn)居民形成綠色消費(fèi)模式[9]，推動(dòng)城市環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人與自然環(huán)境的和諧相處，同時(shí)也可以為制定城市環(huán)境保護(hù)政策提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉晶茹，王如松.中國城市家庭代謝及其影響因素分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23（12）：2672-2676.

[2] 方 凱.足跡家族：概念、類型、理論框架與整合模式[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（6）：1-17.

[3] LEACH A M，GALLOWAY J N，BLEEKER A，et al. Nitrogen footprint calculator[EB/OL]. http：//www.n-print.org.

[4] NESET T S S，BADER H P，SCHEIDEGGER R. Food consumption and nutrient flows： nitrogen in Sweden since the 1870s[J].Journal of Industrial Ecology，2006，10（4）：61-75.

[5] 李彥旻，冼超凡.城市居民食物氮消費(fèi)變化特征與趨勢(shì)預(yù)測(cè)——以重慶市為例[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，38（6）：132-135.

[6] 冼超凡，歐陽志云.城鄉(xiāng)居民食物氮足跡估算及其動(dòng)態(tài)分析——以北京市為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36（8）：2414-2421.

[7] 楊月欣.中國食物成分表2004（第二冊(cè)）[M].北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2005.

[8] 李玉炫，王俊能，許振成，等.廣州食物氮足跡估算與分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（6）：137-140.

[9] 中國營養(yǎng)學(xué)會(huì).中國居民膳食指南（2016）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2016.