氮素不仅仅是动植物生长必要的营养元素,也是控制陆地、淡水以及海洋生态系统结构与功能的关键元素之一。在食物链“农田-畜禽-家庭”系统中投入适量的氮素是保障人类健康和食物增产的基础。随着生活水平和经济发展的快速提高,人们对于食物消费结构和数量发生转变,动物食品需求比例的上升,食物链系统氮素投入数量不断增加,氮素过量投入已经成为当今面临的最大环境问题。本文以长江下游县级市常熟市为研究靶区,运用物质流分析和质量平衡方法,结合实地调研,构建食物链生产-消费氮素流动模型,定量分析“农田-畜禽-家庭”系统氮素流动规律、废弃物氮素的量化及环境效应与食物氮足迹。依照氮素流动规律和特征提出针对性的调控对策,改善区域环境问题,实现社会-经济-环境可持续发展目标。主要研究结论如下:(1)常熟地区食物链氮素总输入通量呈下降状态。2000～2016年间,由4.55×104t N·年-1下降至3.30×104 t N·年-1。农田生产子系统是食物链氮素的主要输入系统(77.84%),这与城镇化率的提高、耕地面积的减小有关。(2)食物链“农田-畜禽-家庭”系统产生的废弃物氮素量减少了 31.17%。在2000～2016年间,禽养殖子系统对总废弃物氮素贡献率最大,为36.84%,其次为家庭消费子系统为35.90%,27.25%来自于农田生产子系统。废弃物氮素主要通过还田和作饲料进行循环利用,循环率较低(18.46%～21.85%)。(3)农村居民的食物氮足迹高于县城居民。2010～2016年间,县城居民和农村居民人均氮足迹分别为14.68～20.00kgN·人-1·年-1(均值为17.51±1.53kgN·人-1·年-1)和 17.58～28.46kgN·人-1·年-1(均值 20.71±3.01kgN 人-1·年-1)。县城居民食物氮足迹以动物源食物氮素为主(66.42%);农村居民食物氮足迹由2000年植物源为主(51.90%)转变为2015年以动物源为主(62.40%)。不同的消费模式、膳食结构均会影响常熟市居民食物氮足迹。人均GDP、城镇化率和人均可支配收入是影响常熟市县城和农村居民人均食物氮足迹的主要社会经济因素。(4)环境负荷的主要来源是化肥施用、人畜粪尿排放、秸秆废弃和厨余垃圾,且呈波动下降的态势。2000～2016年间,农田生产子系统单位耕地面积环境负荷平均值为204.48±13.12kg N.hm-2,占比最大,占总排放的63.16%;常熟市单位面积畜禽养殖系统排放均值为64.53±8.08 kg N·hm-2,占总排放的19.93%;人均家庭消费子系统氮素环境负荷平均值为3.69±0.11 kgN·人-1。若全部将废弃物资源化利用将极大地缓解常熟地区的电网、市政垃圾处理压力,符合建设资源节约型,环境友好型社会的理念,促进社会实现可持续发展。(5)根据常熟市食物链氮素流动规律及废弃物氮素排放与环境负荷的研究,本文提出四条针对常熟市食物链氮素流动调控措施:①提高氮素利用率,减少食物链氮素环境排放;②优化农田种植与食物消费结构,制定政策法规,降低资源环境压力;③加快农业废弃物资源利用产业化的进程,大力发展循环经济;④健全废弃物利用的基础设施,鼓励废弃物资源化技术创新研究。