CN114240257A - 一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统 - Google Patents

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Abstract

一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，涉及环境系统模拟预测技术与计算机技术交叉领域，针对现有技术中难以确保农业源氮污染量估计准确性的问题，包括：化肥施用氮分析模块、水产排泄氮分析模块、农作物固定氮分析模块、种子氮分析模块、食品/饲料氮分析模块和农业源氮月尺度净输入分析模块；本申请对多种农业源氮的输入量进行月尺度分配的参数化方法，实现了对氮输入量的合理分配，并可以利用设置好参数的公式直接进行计算，使得全部过程都可以通过计算机编程技术实现，实现了流域氮输入的精细化、程序化、便捷化计算。

Description

一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统
技术领域
本发明涉及环境系统模拟预测技术与计算机技术交叉领域，具体为一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量分析系统。
背景技术
随着我国社会经济的迅速发展，由农业活动产生的氮负荷量急剧上升。作为影响流域生态系统功能的主要元素之一，当氮素过量输入时，便会导致流域氮循环平衡失调，造成地下水硝酸盐污染、水体富营养化等环境问题。目前，农业活动已经成为我国多数流域氮素过量输入的主要诱因，因此，准确捕捉农业活动引发流域氮污染的时空分布规律，提出因地制宜的农业源氮污染精准防控措施就显得尤为重要。而进行以上各种研究的基础，就是对目标流域内的农业源氮进行输入输出过程分析，并确定其净输入量。但现有技术中难以确保农业源氮污染量估计的准确性。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术中难以确保农业源氮污染量估计准确性的问题，提出一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统。
本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，包括：化肥施用氮分析模块、水产排泄氮分析模块、农作物固定氮分析模块、种子氮分析模块、食品/饲料氮分析模块和农业源氮月尺度净输入分析模块；
所述化肥施用氮分析模块用于获取化肥施用氮月尺度输入量Nfer,j；
所述水产排泄氮分析模块用于获取月水产排泄氮月尺度输入量Naq,j；
所述农作物固定氮分析模块用于获取农作物固定氮月尺度输入量Ncro,j；
所述种子氮分析模块用于获取种子氮月尺度输入量Nseed,j；
所述食品/饲料氮分析模块用于获取食品/饲料氮月尺度输入量Nim,j；
所述农业源氮月尺度净输入分析模块用于根据化肥施用氮月尺度输入量、月水产排泄氮月尺度输入量、农作物固定氮月尺度输入量、种子氮月尺度输入量以及食品/饲料氮月尺度输入量得到农业源氮的月尺度净输入量ASNIj，ASNIj表示为：
ASNIj＝Nfer,j+Naq,j+Ncro,j+Nseed,j+Nim,j
其中，j表示第j月；
所述系统利用得到的农业源氮的月尺度净输入量进行农业源氮污染量估计。
本发明的有益效果是：
本申请对多种农业源氮的输入量进行月尺度分配的参数化方法，实现了对氮输入量的合理分配，并可以利用设置好参数的公式直接进行计算，使得全部过程都可以通过计算机编程技术实现，实现了流域氮输入的精细化、程序化、便捷化计算；
本申请能够针对不同的氮输入过程，选取不同的计算公式对基础统计数据进行运算，实现了对各类氮输入过程的精准分析，也为流域的氮循环分析、农业源氮污染防控方案和流域生态保护规划的制定提供了可靠的基础数据支撑；
本申请将统计数据与农业过程实际规律相结合，避免了传统计算方法过于注重数据而脱离实际而导致计算结果失准情况的出现，同时也减轻了对统计数据的依赖程度，缩短了获取所需数据的时间；
本申请基于公式法与参数法构建计算模型，与复杂的机理模型相比在保证计算结果准确程度的同时降低了操作难度，并且参数化的计算公式与程序化的计算模式使得该计算方法能够在不同地区间灵活转换与使用，可以有效推动我国流域生态环境保护工作进一步向基层落实。
附图说明
图1为本申请的整体流程图。
具体实施方式
需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本申请公开的各个实施方式之间可以相互组合。
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，化肥施用氮分析模块、水产排泄氮分析模块、农作物固定氮分析模块、种子氮分析模块、食品/饲料氮分析模块和农业源氮月尺度净输入分析模块；
所述化肥施用氮分析模块用于获取化肥施用氮月尺度输入量Nfer,j；
所述水产排泄氮分析模块用于获取月水产排泄氮月尺度输入量Naq,j；
所述农作物固定氮分析模块用于获取农作物固定氮月尺度输入量Ncro,j；
所述种子氮分析模块用于获取种子氮月尺度输入量Nseed,j；
所述食品/饲料氮分析模块用于获取食品/饲料氮月尺度输入量Nim,j；
所述农业源氮月尺度净输入分析模块用于根据化肥施用氮月尺度输入量、月水产排泄氮月尺度输入量、农作物固定氮月尺度输入量、种子氮月尺度输入量以及食品/饲料氮月尺度输入量得到农业源氮的月尺度净输入量ASNIj，ASNIj表示为：
ASNIj＝Nfer,j+Naq,j+Ncro,j+Nseed,j+Nim,j
其中，j表示第j月；
所述系统利用得到的农业源氮的月尺度净输入量进行农业源氮污染量估计。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述化肥施用氮月尺度输入量表示为：
Figure BDA0003495602140000031
Nfer＝NF+CF·r
式中，Nfer,j为第j月行政区单位面积的化肥施用氮输入量，SAi为作物i的年播种面积，n为作物的种类数，FARi,j为在第j月对作物i施用的化肥量占化肥总量的比例系数，a为氮修正系数，TSA为作物年总播种面积，AA为行政区总面积，Nfer为年化肥施用氮输入量，NF为年氮肥施用折纯量，CF为年复合肥施用折纯量，r为复合肥中含氮的比例。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述月水产排泄氮月尺度输入量表示为：
Figure BDA0003495602140000032
式中，Naq,j为第j月行政区单位面积的水产排泄氮输入量，AN为水产的氮排泄系数。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三的进一步说明，本实施方式与具体实施方式三的区别是所述农作物固定氮月尺度输入量表示为：
Figure BDA0003495602140000033
式中，Ncro,j为第j月行政区单位面积的农作物固定氮输入量，BNFi为作物i的生物固氮能力，bi为作物i的生物固氮持续时间，ci,j为作物i第j月的固定氮播种判定系数，若j处于生物固氮时间内，则ci,j＝1，否则ci,j＝0。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四的进一步说明，本实施方式与具体实施方式四的区别是所述种子氮月尺度输入量表示为：
Figure BDA0003495602140000041
式中，Nseed,j为第j月行政区单位面积的种子氮输入量，SNIi为作物i的种子氮输入量，di,j为作物i第j月的种子氮播种判定系数，若j处于播种月份，则di,j＝1，否则di,j＝0。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五的进一步说明，本实施方式与具体实施方式五的区别是所述食品/饲料氮月尺度输入量表示为：
Nim,j＝Nhc,j+Nlc,j-Nlp,j-Ncp,j
式中，Nim,j为第j月行政区单位面积的食品/饲料氮的净输入量，Nhc,j为第j月行政区单位面积的人类食品中氮的输入量，Nlc,j为第j月行政区单位面积的畜禽饲料中氮的输入量Nlp,j为第j月行政区单位面积的农作物产品中氮的输出量，Ncp,j为第j月行政区单位面积的动物产品中氮的输出量。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式六的进一步说明，本实施方式与具体实施方式六的区别是所述Nhc,j表示为：
Figure BDA0003495602140000042
式中，PT为行政区内城镇人口数，PILT为城镇人均蛋白质摄入水平，PR为行政区内城镇人口数，PILR为农村人均蛋白质摄入水平，Dm,j为第j月的天数，PNC为蛋白质与氮含量换算系数。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七的进一步说明，本实施方式与具体实施方式七的区别是所述Nlc,j表示为：
Figure BDA0003495602140000043
式中，BNk为行政区内禽畜k的养殖量，l为禽畜种类数，BNIk为禽畜k的氮摄入水平，Dy为每年的天数。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八的进一步说明，本实施方式与具体实施方式八的区别是所述Nlp,j表示为：
Figure BDA0003495602140000051
BNPk＝BNIk-BNEk
式中，EPB为畜禽可食用部分占畜禽总质量的比例，BNPk为禽畜k的氮输出水平，BNEk为禽畜k的氮排泄水平。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式九的进一步说明，本实施方式与具体实施方式九的区别是所述Ncp,j表示为：
Figure BDA0003495602140000052
式中，CPi为行政区内作物i的年产量，CNi为作物i的含氮量。
以统计年鉴为数据支撑，直接利用公式进行计算是农业源氮输入计算的常规方法。这种方法对于计算年尺度氮输入的负荷具有较好的效果，但是由于流域内的农业活动具有显著的季节性，各月份之间的氮污染负荷会存在着明显差异，因此以年为尺度的氮输入负荷的计算结果已无法满足对流域氮污染防控的正确决策及有效指导。多项研究的结论表明，农业过程中的氮输入量随月份的变化受农作物播种、施肥以及收获的规律的影响最为显著，但是对于这些规律还尚未有较好的公式性的刻画，阻碍了计算的程序化运行。因此，将各种农业过程中的氮输入随月份的变化规律通过公式进行描述，成为计算农业源氮月尺度净输入量的关键性问题。
本发明基于以上原理，提出了一种面向流域内农业源氮的净输入量计算方法，具体过程如下：①提出化肥施用比例系数计算方法，把化肥施用规律进行参数化表达，并据此计算月尺度化肥氮输入量；②基于水产养殖规律，提出水产养殖氮负荷分配方法，据此计算月尺度水产养殖氮输入量；③提出农作物判定系数计算方法，把农作物播种与生长规律进行参数化表达，并由此计算农作物固定氮及种子氮输入量；④基于食品/饲料氮输入规律，提出分类计算与分配方法进行描述，并据此计算与分配氮输入量；⑤汇总以上数据，计算农业源氮月尺度的净输入量。
本申请通过提出判定系数的概念，描述各类农业过程的月尺度变化规律，帮助计算机构建公式，能够实现农业源氮月尺度净输入量的公式化。判定系数是基于农业生产中各类农作物都具有相对固定的播种、施肥及收获时间的规律，归纳得到的参数。其作用为对某一作物在某一月份，是否进行某一农业过程做出判断，若该月存在上述某一农业过程，则会用氮的年输入量对该月进行分配，反之若该月不存在某一过程，则该过程在该月就不存在氮输入。若某一过程在多个月份都会进行且具有一定比例，则可类似地提出比例系数的概念进行描述，也能够实现程序的公式化。上述概念的提出，突破了常规方法没有进行月尺度分配的问题，同时也消除了计算程序化运行的障碍。
本申请能够突破传统方法只能计算年尺度氮输入量的瓶颈，将计算结果精确到月尺度，同时能够将化肥施用、农作物播种与生长等规律进行参数化表达，使计算结果能够充分体现出农业活动的季节性变化规律，准确性得到有效提高。本发明有助于及时掌握流域内农业生产引发水环境质量变化的情况，并能有效推动流域氮污染防控工作的精准落实。
1、化肥施用氮月尺度输入量计算
化肥施用氮输入包括氮肥与复合肥两部分，其中氮肥的氮输入量即其施用折纯量，而复合肥的氮输入量只占其施用折纯量的一部分。每年化肥施用的氮输入量按下式计算：
Nfer＝NF+CF·r(式1)
式中，Nfer——年化肥施用氮输入量，t；
NF——年氮肥施用折纯量，t；
CF——年复合肥施用折纯量，t；
r——复合肥中含氮的比例，％。
年氮输入量按月份进行分配的方法见下式：
Figure BDA0003495602140000061
式中，Nfer,j——第j月行政区单位面积的化肥施用氮输入量，kgN/km2；
SAi——作物i的年播种面积，ha；
n——作物的种类数；
FARi,j——在第j月对作物i施用的化肥量占化肥总量的比例系数；
a——氮修正系数；
TSA——作物年总播种面积，ha；
AA——行政区总面积，km2。
其中，FARi,j的确定原则为：按农业生产规律，农作物在种植期间一般会进行两次施肥，首次施用称为基肥，二次施用称为追肥，对于某一农作物，基肥与追肥在不同的两个月进行，且具有一定比例，可据此得出该作物这两个月的化肥施用量占化肥总量的比例，而对于其它月份，该作物的施肥量为零。
2、水产排泄氮月尺度输入量计算
由于水产养殖在一年中持续进行，故可将年输入量平均分配至各月得到月输入量，计算方法如下：
Figure BDA0003495602140000071
式中，Naq,j——第j月行政区单位面积的水产排泄氮输入量，kgN/km2；
AP——水产养殖量，t；
AN——水产的氮排泄系数，kgN/kg。
3、农作物固定氮月尺度输入量计算
对于某一类农作物，其进行生物固氮的时间为自播种月份的下一个月开始，并持续一段时间，而对于其它月份，则不会进行生物固氮。基于此原理，设置固定氮播种判定系数，由此即可得到对生物固氮的输入量进行计算与分配的公式化方法，过程如下：
Figure BDA0003495602140000072
式中，Ncro,j——第j月行政区单位面积的农作物固定氮输入量，kgN/km2；
BNFi——作物i的生物固氮能力，kg N/(km2·a)；
bi——作物i的生物固氮持续时间，以月计；
ci,j——作物i第j月的固定氮播种判定系数，若j处于生物固氮时间内，则ci,j＝1，否则ci,j＝0。
4、种子氮月尺度输入量计算
对于某一类农作物，其仅在播种当月具有种子氮输入量，其他月份均无种子氮输入。基于此原理，设置固定氮播种判定系数，由此即可得到对种子氮的输入量进行计算与分配的公式化方法，过程如下：
Figure BDA0003495602140000073
式中，Nseed,j——第j月行政区单位面积的种子氮输入量，kgN/km2；
SNI——作物i的种子氮输入量，kg N/(km2·a)；
,——作物i第j月的种子氮播种判定系数，若j处于播种月份，则,＝1，否则,＝0。
5、食品/饲料氮月尺度输入量计算
食品/饲料氮输入量的计算是根据物质守恒来进行的。对于一定范围的区域，其食品/饲料氮输入包括人类对食品中氮的消耗及畜禽对饲料中氮的消耗，而该区域对外界氮的输出则包括得到农作物产品及动物产品中的氮。总输入量与总输出量的差值即为净输入量，由此可得食品/饲料氮的净输入量的计算方法为：
Nim,j＝Nhc,j+Nlc,j-Nlp,j-Ncp,j (式6)
式中，Nim,j——第j月行政区单位面积的食品/饲料氮的净输入量，kgN/km2；
Nhc,j——第j月行政区单位面积的人类食品中氮的输入量，kgN/km2；
Nlc,j——第j月行政区单位面积的畜禽饲料中氮的输入量，kgN/km2；
Nlp,j——第j月行政区单位面积的农作物产品中氮的输出量，kgN/km2；
Ncp,j——第j月行政区单位面积的动物产品中氮的输出量，kgN/km2。
Nim,j具有正负。若Nim,j为负，说明区域生产的食品和动物饲料超过人类和动物消费量，多余的食品/饲料被输出到其他区域；若Nim,j为正，说明区域生产的食品和动物饲料不能满足人类和动物消费，还需要从其他区域进口。
Nhc,j、Nlc,j、Nlp,j、Ncp,j均为正值，其计算方法如下：
(1)人类食品中氮的输入量
食品中的氮主要存在于蛋白质中，而蛋白质的摄入量受人所处地域的影响，城镇与农村居民的蛋白质的摄入水平并不相同，因此该输入量需要对城镇与农村分别计算后求和，计算方法如下：
Figure BDA0003495602140000081
式中，PT——行政区内城镇人口数，人；
PILT——城镇人均蛋白质摄入水平，g蛋白质/(人·d)；
PR——行政区内城镇人口数，人；
PILR——农村人均蛋白质摄入水平，g蛋白质/(人·d)；
,——第j月的天数，d；
PNC——蛋白质与氮含量换算系数，g蛋白质/kg N。
由于经济的发展，人在一年内的饮食结构相对稳定，不会随月份发生明显变化，且蛋白质的摄入水平数据通常以日计，因此食品氮的输入量的分配仅需依据一年中每个月的时间长度来进行分配。
(2)畜禽饲料中氮的输入量
不同的畜禽投喂饲料不同，对应氮的获取量也不尽相同，计算其饲料中氮的输入量的计算方法如下：
Figure BDA0003495602140000091
式中，BN——行政区内禽畜k的养殖量，头；
l——禽畜种类数，
BNI——禽畜k的氮摄入水平，kgN/(头·a)；
——每年的天数，d/a。
由于畜禽养殖业在一年中也是持续进行的，其饲料消耗过程与动物产品生产过程在一年中也是均匀的，因此对于其饲料中氮的输入以及下文计算的动物产品中氮的输出，也都是基于一年中每个月的时间长度来进行分配的。
(3)动物产品中氮的输出量
对某一类畜禽而言，其氮生产量与其氮摄入水平及氮排泄水平有关，计算式为：
BNP＝BNI-BNE (式9)
式中，BNP——禽畜k的氮输出水平，kgN/(头·a)；
BNE——禽畜k的氮排泄水平，kgN/(头·a)。
总的产品氮输出量为：
Figure BDA0003495602140000092
式中，EPB——畜禽可食用部分占畜禽总质量的比例，％。
(4)农作物产品中氮的输出量
农作物种类不同，其氮的输出水平也不尽相同，计算其氮输出量的方法如下：
Figure BDA0003495602140000093
式中，CP——行政区内作物i的年产量，t/a；
CN——作物i的含氮量，t N/t。
(5)农业源氮月尺度净输入量计算
在一定面积的行政区域内，基于上述对化肥施用氮输入、水产排泄氮输入、农作物固定氮输入、种子氮输入、食品/饲料氮输入五类农业氮输入过程的计算结果，根据氮的物质守恒有：
ASNIj＝Nfer,j+Naq,j+Ncro,j+Nseed,j+Nim,j (式12)
式中，ASNIj——第j月行政区单位面积的农业源氮的净输入量，kgN/km2。
以上全部计算过程所需的数据来源为各省、市统计年鉴、《中国农业统计年鉴》、《中国经济统计年鉴》、《国民经济与社会发展统计公报》、《第二次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》及政府官方网站上的公开统计数据等，实际计算时可根据计算所需内容灵活选择其来源。一些计算参数是根据相关研究的结论确定的，这些参数可以根据当地的实际情况及相关研究成果综合确定。
本发明提出了一种面向流域内农业源氮的净输入量计算方法，该方法以统计数据为数据来源，基于化肥施用、水产排泄、农作物固定、种子氮和食品/饲料氮五种氮输入过程，采用公式法计算出年输入量，并通过播种、施肥、收获等农业过程的规律设定判定系数，对年输入量进行月尺度的分配，最后利用物质守恒原理，对以上五种氮输入过程进行汇总，求得流域农业源氮的月尺度净输入量。
本发明已在松花江流域哈尔滨段农业源氮的月尺度净输入量的计算中成功应用。松花江是中国七大河之一，随着沿岸城市工农业的迅速发展，大量污染物进入到松花江中，水质状况不容乐观。哈尔滨作为松花江沿岸中规模最大的城市，其来农业源氮对于松花江污染的贡献不容忽视。因此，为了推进对松花江哈尔滨段的污染防控和对松花江及沿岸地区的生态保护工作，需要对松花江哈尔滨段农业源氮进行月尺度净输入量的计算。具体实施过程为：
6、化肥施用氮月尺度输入量计算
2019年哈尔滨氮肥施用量为1361t，复合肥为1200t，计算可得其Nfer为1747.4t。
基于各农作物的施肥情况，对FAR,进行设置。例如，水稻的施肥月份为5月，追肥月份为7月，施肥与追肥量的比例为3：2，则可得FAR，5＝0.6，FAR，7＝0.4，其余月份均为0。
选定农作物为水稻、小麦、玉米、谷子、高粱、大豆、薯类、蔬菜、苹果、梨、葡萄，则n＝11，取a＝0.815，用各农作物的播种面积及行政区面积进行计算即可得出各月份的化肥施用氮输入量，结果如表1所示。
表1松花江哈尔滨段2019年各月份的化肥施用氮输入量计算结果
Figure BDA0003495602140000111
1.水产排泄氮月尺度输入量计算
2019年哈尔滨市水产养殖量为121967t，取水产的氮排泄系数AN＝0.07kg N/kg，计算可得每月的水产排泄氮输入量Naq,j为13.41kg N/km2。
2.农作物固定与种子氮月尺度输入量计算
首先根据农作物播种规律确定固定氮与种子氮播种判定系数。例如，水稻的播种月份为5月，生物固氮即从6月开始，持续时间为3个月(即＝3)，可得其固定氮播种判定系数,6＝,7＝,8＝1，其他月份,均为0，而种子氮播种判定系数,5＝1,其他月份,均为0，由此确定公式中的参数。部分农作物的判定系数确定结果如表2所示。
表2部分农作物的固定氮与种子氮播种判定系数
Figure BDA0003495602140000112
注：未给出月份所有作物对应的判定系数均为0。
确定公式中的系数取值后，即可利用各作物的生物固氮能力及种子氮输入量数据进行汇总计算，分别求得农作物固定及种子氮月尺度的输入量。计算结果如表3所示。
表3松花江哈尔滨段2019年各月份的农作物固定与种子氮输入量计算结果
Figure BDA0003495602140000121
3.食品/饲料氮输入量月尺度计算
从当地相关研究文献获取以下数据：
城镇/农村人均蛋白质摄入水平，分别取PILT＝72.3g蛋白质/(人·d)，PILR＝69.9g蛋白质/(人·d)；
蛋白质与氮含量换算系数PNC，取6250g蛋白质/kg N；
各类畜禽的氮摄入、排泄及输出水平，取值如表4所示；
畜禽可食用部分占畜禽总质量的比例EPB，取90％；
各类农作物的含氮量数据。
表4各类畜禽的氮摄入、排泄及输出水平
Figure BDA0003495602140000122
结合上述数据及相关统计数据代入对应公式，可求得人类食品中氮的输入、畜禽饲料中氮的输入、动物产品中氮的输出以及农作物产品中氮的输出量，利用式6即可求得食品/饲料氮的净输入量。以上结果均为精确到月尺度的单位行政区面积上的的氮输入/输出量，计算结果如表5所示。
表5松花江哈尔滨段2019年各月份食品/饲料氮输入量计算结果
Figure BDA0003495602140000131
Figure BDA0003495602140000141
Nim,j值均为负，说明松花江哈尔滨段2019年生产的食品和动物饲料超过人类和动物消费的量，并有多余的食品/饲料被输出到其他区域。
4.农业源氮月尺度净输入量计算
根据物质守恒，对以上五类氮输入过程的计算结果进行求和即可得到行政区单位面积每个月的农业源氮的净输入量，结果如表6所示。
表6松花江哈尔滨段2019年各月份农业源氮净输入量计算结果
Figure BDA0003495602140000142
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于包括：化肥施用氮分析模块、水产排泄氮分析模块、农作物固定氮分析模块、种子氮分析模块、食品/饲料氮分析模块和农业源氮月尺度净输入分析模块；
所述化肥施用氮分析模块用于获取化肥施用氮月尺度输入量Nfer，j；
所述水产排泄氮分析模块用于获取月水产排泄氮月尺度输入量Naq，j；
所述农作物固定氮分析模块用于获取农作物固定氮月尺度输入量Ncro，j；
所述种子氮分析模块用于获取种子氮月尺度输入量Nseed，j；
所述食品/饲料氮分析模块用于获取食品/饲料氮月尺度输入量Nim，j；
所述农业源氮月尺度净输入分析模块用于根据化肥施用氮月尺度输入量、月水产排泄氮月尺度输入量、农作物固定氮月尺度输入量、种子氮月尺度输入量以及食品/饲料氮月尺度输入量得到农业源氮的月尺度净输入量ASNIj，ASNIj表示为：
ASNIj＝Nfer，j+Naq，j+Ncro，j+Nseed，j+Nim，j
其中，j表示第j月；
所述系统利用得到的农业源氮的月尺度净输入量进行农业源氮污染量估计。
2.根据权利要求1所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述化肥施用氮月尺度输入量表示为：
Figure FDA0003495602130000011
Nfer＝NF+CF·r
式中，Nfer，j为第j月行政区单位面积的化肥施用氮输入量，SAi为作物i的年播种面积，n为作物的种类数，FARi，j为在第j月对作物i施用的化肥量占化肥总量的比例系数，a为氮修正系数，TSA为作物年总播种面积，AA为行政区总面积，Nfer为年化肥施用氮输入量，NF为年氮肥施用折纯量，CF为年复合肥施用折纯量，r为复合肥中含氮的比例。
3.根据权利要求2所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述月水产排泄氮月尺度输入量表示为：
Figure FDA0003495602130000021
式中，Naq，j为第j月行政区单位面积的水产排泄氮输入量，AN为水产的氮排泄系数。
4.根据权利要求3所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述农作物固定氮月尺度输入量表示为：
Figure FDA0003495602130000022
式中，Ncro，j为第j月行政区单位面积的农作物固定氮输入量，BNFi为作物i的生物固氮能力，bi为作物i的生物固氮持续时间，ci，j为作物i第j月的固定氮播种判定系数，若j处于生物固氮时间内，则ci，j＝1，否则ci，j＝0。
5.根据权利要求4所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述种子氮月尺度输入量表示为：
Figure FDA0003495602130000023
式中，Nseed，j为第j月行政区单位面积的种子氮输入量，SNIi为作物i的种子氮输入量，di，j为作物i第j月的种子氮播种判定系数，若j处于播种月份，则di，j＝1，否则di，j＝0。
6.根据权利要求5所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述食品/饲料氮月尺度输入量表示为：
Nim，j＝Nhc，j+Nlc，j-Nlp，j-Ncp，j
式中，Nim，j为第j月行政区单位面积的食品/饲料氮的净输入量，Nhc，j为第j月行政区单位面积的人类食品中氮的输入量，Nlc，i为第j月行政区单位面积的畜禽饲料中氮的输入量Nlp，j为第j月行政区单位面积的农作物产品中氮的输出量，Ncp，j为第j月行政区单位面积的动物产品中氮的输出量。
7.根据权利要求6所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述Nhc，j表示为：
Figure FDA0003495602130000024
式中，PT为行政区内城镇人口数，PILT为城镇人均蛋白质摄入水平，PR为行政区内城镇人口数，PILR为农村人均蛋白质摄入水平，Dm，j为第j月的天数，PNC为蛋白质与氮含量换算系数。
8.根据权利要求6所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述Nlc，j表示为：
Figure FDA0003495602130000031
式中，BNk为行政区内禽畜k的养殖量，l为禽畜种类数，BNIk为禽畜k的氮摄入水平，Dy为每年的天数。
9.根据权利要求6所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述Nlp，j表示为：
Figure FDA0003495602130000032
BNPk＝BNIk-BNEk
式中，EPB为畜禽可食用部分占畜禽总质量的比例，BNPk为禽畜k的氮输出水平，BNEk为禽畜k的氮排泄水平。
10.根据权利要求6所述的一种面向流域农业源氮的月尺度净输入量获取系统，其特征在于所述Ncp，j表示为：
Figure FDA0003495602130000033
式中，CPi为行政区内作物i的年产量，CNi为作物i的含氮量。
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