为实现人类可持续发展，需要将对全球环境的影响维持在安全界限以内。氮素污染是其中一个重点内容，但关于氮排放安全阈值评估研究目前尚无可靠量化定义方法。瑞典科学家约翰·罗克斯特伦（Johan Rockstrom）等曾提出全球每年3500万吨氮的安全阈值。一些学者基于氮平衡模型开展全球尺度的阈值评估，但仍存在很大的不确定性。这是由于氮元素在不同区域的迁移转化受复杂的生物地球化学过程影响，难以用简单的物质平衡模型得到可靠的结果；而复杂的水文和水质演变机理模型在大尺度模拟中所需的数据十分缺乏。
图1 1955-2014年中国氮流失（径流与土壤下渗之和）与河流水质演变
图2中国水环境氮安全容量阈值。（a）全国不同氮源的流失量与水环境容量阈值；（b）观测数据中各省水体总氮浓度首次达到或超过IV类水质标准（1mg/L）所在年份
图3中国省级氮管理面临的挑战与解决方案。（1）当前农田管理水平下省级氮流失总量超安全阈值的倍数，外围的百分数是当前有机废物还田率；（2）在优化农田管理的控释肥方式下省级氮流失总量超安全阈值的倍数，外围的百分数是当前有机废物还田率;（3）在当前农田管理水平下，欲将氮流失减至阈值内所需达到的有机废物还田率（外围百分数）；（4）优化农田管理的控释肥方式下，将氮流失减至阈值内所需达到的有机废物还田率（外围百分数）
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