LCA研究方法及其在农业中的应用潜力分析*王路路1,刘欣超1,2,吴汝群3,辛晓平1,田莉4,邵长亮1

【目的】生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法是目前评价产品生产或服务过程环境影响的重要工具,逐渐被应用于农业研究中。文章通过介绍该方法,综述目前生命周期评价软件和数据库的发展情况,分析该方法在农业生产碳核算中的应用潜力,为我国农业碳减排和可持续发展提供技术支持。【方法】该文通过数据库文献检索和网络数据资料收集,从多角度对生命周期评价的发展现状进行介绍。【结果】目前我国在LCA方法及LCA在农业中的研究应用中取得一定成果,填补LCA软件和数据库的空白,但LCA在农业上有广阔的应用前景,仍需进一步深入发展研究。【结论】后续工作应继续完善我国LCA基础数据库,收集并补充我国相关数据,加强本地化软件工具的研发,继续推动LCA在农业层面的发展应用,建立符合我国国情的环境影响评价体系。     

我国农业生命周期评价框架探索及其应用

目前有一种关于资源环境效率分析的标准作法,那就是生命周期评价(LCA),在我国这个评价框架正处于迅速发展阶段。本文主要是对我国农业生命周期评价框架作一初步探索,从LCA的概念及研究方法入手,对生命周期评价框架在农业当中的应用现状进行了分析,并结合我国的实际情况对我国LCA在农业方面的不足提出了相关的建议,为我国LCA在农业中的应用取得更好的成果奠定了一定的理论基础。     

生命周期评价在国内的研究进展评述

近年来,生命周期评价成为国内外可持续发展和环境保护领域新的研究热点之一。目前,国内生命周期研究主要集中在方法学和应用研究这两个方面,此外相关软件、数据库的开发应用也是研究重点。其中,方法学研究主要针对生命周期清单分析和生命周期影响评价;生命周期评价的应用研究则在行业、环境管理以及环境工程中均有体现。通过对国内LCA研究进展的回顾性评述发现,近年来我国生命周期评价在国际研究成果的本地化方法学上有了很大突破。另外,基于生命周期思想而开发的环境管理手段正逐步被企业和政府所接受并应用,此方面有大量的相关研究。在相关软件和数据库开发应用方面,多项研究正努力填补我国至今没有成熟的生命周期软件系统的空白。随着LCA研究和应用的逐渐深入,对权威的LCA基础数据库的迫切需求日益增长。     

生命周期评价在畜牧生产中的应用研究现状及展望

生命周期评价(life cycle assessment,LCA)作为一种全程评价产品总体环境影响和生产效率的方法,被广泛应用于企业优化生产经营结构和政府政策制定等方面。近年来,出于粮食安全保障和生态环境保护的考虑,LCA在农牧生产中的应用越来越受到重视。但我国相关方面的研究和应用并不多见,特别是作为畜牧业重要产区的北方草原牧区,尚没有开展针对当地畜牧生产体系的LCA研究。在这一背景下,本文围绕主要环节和流程对国内外畜牧生产LCA方法框架和研究现状进行了综述,主要从LCA研究目的与范围的确定、生命周期清单分析和影响评价三个方面展开。国内外文献综述表明,国外畜牧产业中LCA的应用已相当普遍,无论从方法上还是技术上都已经相当成熟和完备,对我国畜牧产业LCA科学研究和实际应用均有较强的借鉴意义。然而,由于国内外畜牧产业的具体情况差异,国外LCA经验难以直接应用到国内。首先,在我国北方牧区,家庭牧场是当地畜牧生产的主要经营方式,具有季节性放牧与圈养舍饲结合、不同牲畜混养、牧民生活和生产经营界限不明确等特点,难以直接套用国外方法。此外,在我国开展畜牧生产LCA研究所需的数据收集非常困难,这是制约我国畜牧生产LCA应用的最大短板。最后,由于畜牧生产技术及经营方式的差距,相比于欧美澳等畜牧业发展成熟国家,我国北方牧区畜牧生产受降水等自然因素及市场供求价格因素影响年际间差异更大,这也是我国开展畜牧生产LCA研究必须考虑的问题。为了使LCA能够精准且广泛地应用于我国畜牧产业,应从以下几个方面进行改进:首先,开展我国北方牧区不同规模畜牧生产经营系统物料投入和产出的调查和研究,为畜牧产业LCA研究收集必要数据;其次,根据我国畜牧产业的特征建立并完善适合国情的畜牧业LCA标准方法和数据库,提升我国LCA结论的准确性;第三,在我国畜牧LCA研究中还应加大学科交叉力度,理清畜牧产业发展中的自然和社会驱动因素,为我国北方牧区畜牧产业的可持续发展提供数据参考和科技支撑。     

生命周期评价理论的发展现状与展望

生命周期评价（LCA）作为一种新的环境影响分析评价手段,它的应用逐渐覆盖了整个工农业社会,主要涉及工农业产品和生产工艺的设计、评价、改善以及环境政策制定等诸多方面,成为目前国际上可持续发展和环境管理领域的一个重要的研究工具.随着可持续发展战略的推行和环保意识的增强,生命周期评价将会更广泛的应用于社会的各个领域.为了便于更好地了解生命周期评价（LCA）的研究进展,从生命周期评价（LCA）的理论框架、理论研究及应用现状、存在的局限性等方面进行分析,探讨其进一步的研究和应用发展方向.     

农业机器人研究进展评述

【目的】系统梳理农业机器人研发现状,归纳凝练目前存在的关键科学问题,明确未来发展分析,促进农业机器人更好服务于农业生产,提高农业生产的机械化和智能化水平。【方法】通过对国内外大量文献资料的收集、查阅,总结梳理了当前国内外农业机器人的研究现状与应用现状。【结果】目前农业机器人总体包括植保机器人、采摘机器人、信息采集机器人、移栽嫁接机器人4种典型机器人,机器人的共性系统及关键技术主要包括:自动导航与路径规划、作物目标识别与分析、机械臂自主规划与控制、多机协作和智能交互。【结论】当前农业机器人在农业中的应用越来越广泛,但推广与普及的主要瓶颈是农业机器人的制造成本问题和智能化程度问题,农业机器人未来主要研究方向是低成本高适应性的开放性机器人研究和"农业大脑"智能决策体系的构建。     

上海崇明岛水稻生产能耗与碳足迹生命周期评价

采用生命周期评价(LCA)方法,对上海崇明岛水稻生产能源消耗和温室效应两类环境影响进行了分析研究。该LCA模型由水稻生产原料部分、农资部分和种植部分三个子系统组成,分段进行了清单分析和计算。结果表明,每生产1 t崇明岛水稻的能耗为4 039.32 MJ,能量耗竭环境影响指数为0.001 6;二氧化碳排放当量为973.11 kg,温室效应环境影响指数为0.141 7。造成水稻生产能量消耗的主要原因是施用过量的尿素,而造成水稻生产碳足迹的主要原因是水稻生长过程中CH4和N2O的排放,以及尿素的施用。情景分析建议采用测土施肥的方法提高N的利用效率,改进耕作方式以减少温室气体的排放。LCA方法不仅可以认识水稻生产的环境影响,还能够确认水稻生产过程中降低能耗和碳足迹的关键所在。     

国内外农业大数据发展的现状与存在的问题

【目的 】 为促进农业大数据在我国农业生产中的应用,提高农业生产效率和质量。 【方法 】 文章首先通过梳理大数据相关文献,对农业大数据理论的提出和发展进行回顾,总结大数据在农业中的重要作用;其次,对我国以及美国、以色列、日本这3个主要发达国家的农业大数据发展现状进行分析,进而总结了国内外农业大数据的特点并归纳国内外农业大数据存在的问题。 【结果/结论 】 我国需借鉴国外先进的农业生产模式,从农业规范化、精准化、智能化三方面发展,这将对我国农业大数据在农业生产中的应用具有重要指导作用,从而提高生产效率、减少浪费、充分利用有限的农业资源,为我国粮食安全提供保障。     

涂布白纸板纸业产品生命周期研究及环境影响评价

利用生命周期评价(LCA)的方法,分析了中国造纸业不同生命周期阶段的资源消耗及环境排放,评价了造纸业对环境造成的潜在影响。以涂布白纸板为具体研究对象,采用1 t涂布白纸板为功能单位对生产过程不同阶段进行分析评价。通过对涂布白纸板生产过程中不同生命周期阶段的原材料消耗、能源消耗及向环境排放废水、废气和固体废物的清单分析与计算,对涂布白纸板生产造成的环境影响进行评价,以期提高造纸企业的环保意识,同时为造纸业在生产过程中减少环境污染和资源消耗提供科学的依据。研究表明,燃煤阶段和制浆生产阶段的环境影响潜值最大,要想降低造纸行业对环境的影响,主要应控制制浆和燃煤生产过程中的污染物排放量。     

农业生态多维绩效评价研究进展

【目的】 农业生态多维绩效包括农业生态效率、农业生态承载力、农业生态敏感性、农业生态环境质量和可持续发展能力等,对其进行客观全面的评价能够有效管理农业生产经营方式,为农业决策系统提供支持,有助于可持续发展战略的落实。【方法】 文章分别从评价体系构建、评价指标获取和评价方法选择三方面总结现阶段农业生态多维绩效评价研究进展,并结合国内外实证研究,探究其成果在农业信息化中的应用潜力。【结果】 研究结果表明,农业生态多维绩效研究在国内倾向于作为农业生产者管理农业生产经营方式的数据基础,在国外则偏重农业生态信息系统的创新与模拟。【结论】 该文从适用于小农耕作特点的体系构建,研究结果的完善与推广和农业信息技术的具体应用3个角度提出展望,旨在为我国农业管理与决策以及农业信息化进程提供新思路。     

寄生虫引起的草鱼鳃病的组织病理比较研究

本文对草鱼的隐鞭虫病、车轮虫病、小瓜虫病、指环虫病、三代虫病及中华鱼蚤病六种寄生虫性鳃病的组织病理变化进行比较研究，寄生虫性鳃病均可引起鳃组织发生炎症反应，粘液分泌亢进，嗜酸粒细胞和淋巴细胞浸润；但又因病原体的种类不同，危害鱼的方式、方法不同，因此病理变化又有很大差别，对鱼危害较大的均为变质性炎，如隐鞭虫病；对鱼危害较小的则属增生性炎，如中华鱼蚤病．     

民勤绿洲荒漠交错带三种沙丘类型的自然植被特征

基于对民勤沙井子地区植被调查数据,研究了固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种沙丘类型的自然植被特征.结果表明:从固定沙丘、半固定沙丘到流动沙丘,总盖度、灌木盖度下降,草本盖度增加.物种丰富度减小是物种多样性下降的主要原因.从植物的生活型来看,多年生草本和灌木类植物受沙丘类型的影响最大,而一年生草本和半灌木可存活于不同沙丘类型.白刺的生态优势度(重要值)由小到大依次为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘.植物多样性与白刺的生态优势度呈负相关.不同沙丘类型白刺地上生物量变化明显,半固定沙丘白刺生物量最大.     

葡萄盆栽技术

葡萄盆栽技术,包括择土选种、露地扦插、田间管理、装盆及整形、肥水管理等内容,对葡萄盆栽爱好者有一定的指导意义。     

小菜蛾阿维菌素和虫酰肼抗性品系对几种新型药剂的交互抗性研究

以敏感品系为对照,利用室内筛选获得的虫酰肼和阿维菌素高抗品系Teb-R和Aba-R,测定了小菜蛾对几种新型杀虫剂的交互抗性。结果发现:小菜蛾对虫酰肼产生高水平抗性后(抗性倍数185.5倍),对阿维菌素表现出中等水平交互抗性(41.0倍),对茚虫威(11.4倍)和溴虫腈(5.3倍)仅表现出低水平交互抗性,对多杀菌素(1.7倍)和氯虫苯甲酰胺(1.4倍)则没有表现出明显的交互抗性。用阿维菌素筛选Teb-R品系39代后获得阿维菌素高抗品系Aba-R(593.8倍),该品系对茚虫威(12.3倍)表现出中等水平交互抗性,对多杀菌素(7.9倍)表现出低水平交互抗性,对溴虫腈(2.7倍)和氯虫苯甲酰胺(0.9倍)的交互抗性不明显;同时该品系对虫酰肼的抗性也由阿维菌素筛选前的185.5倍下降到筛选后的28.0倍,也没有交互抗性。基于上述研究结果认为,使用虫酰肼防治小菜蛾出现抗性后,可以使用多杀菌素和氯虫苯甲酰胺进行替代防治,但不宜用阿维菌素、茚虫威和溴虫腈进行替代防治;利用阿维菌素防治小菜蛾产生抗性后,可以用溴虫腈、氯虫苯甲酰胺和虫酰肼进行替代防治,但不宜用多杀菌素和茚虫威。     

拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型分析

【目的】建立拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型,分析明确不同来源拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型特点,比较不同拟斯卑尔脱山羊草及其与普通小麦的FISH核型差异。【方法】以荧光标记的寡核苷酸Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2为探针,利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术分析pTa535和pSc119.2在不同拟斯卑尔脱山羊草、四倍体小麦和普通小麦染色体上的杂交信号分布特点;以禾本科植物着丝粒专化寡核苷酸Oligo-CCS1为探针,明确拟斯卑尔脱山羊草的着丝粒位置,测量拟斯卑尔脱山羊草染色体相关参数;通过FISH核型比较明确不同拟斯卑尔脱山羊草及其与小麦核型的多态性差异。【结果】Oligo-pTa535主要分布在小麦的D和A组染色体上,在小麦的B组染色体上仅有零星分布,在5份拟斯卑尔脱山羊草的染色体中未显示Oligo-pTa535杂交信号。Oligo-pSc119.2杂交信号主要分布在小麦的B组染色体上,在小麦的A、D组染色体中分布较少,但在5份拟斯卑尔脱山羊草染色体上均有广泛分布。根据Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2杂交信号在小麦染色体上的分布特点,可以将小麦的不同染色体相互区分开来。Oligo-pSc119.2杂交信号在不同倍性、不同品种的小麦B组染色体上的分布特点基本相似,而不同来源拟斯卑尔脱山羊草的Oligo-pSc119.2的FISH核型差异较大,甚至在同一细胞内的2条同源染色体上Oligo-pSc119.2杂交信号的分布也具有明显差异。不同来源的拟斯卑尔脱山羊草与小麦B染色体组的FISH核型存在明显差异。PI542238的7对染色体均为中间着丝粒染色体,核型公式为2n=14=14m。其余4份拟斯卑尔脱山羊草的4S染色体均为近中着丝粒染色体,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型公式皆为2n=14=12m+2sm。【结论】拟斯卑尔脱山羊草染色体上含有丰富的与pSc119.2高度同源的重复序列,不含有与pTa535高度同源的重复序列。不同来源的拟斯卑尔脱山羊草之间以及同一来源的拟斯卑尔脱山羊草的个体间甚至同一个体内的同源染色体间在pSc119.2的分布上均具有遗传多样性。以Oligo-pSc119.2为探针建立的拟斯卑尔脱山羊草染色体FISH核型与小麦B组染色体的核型具有显著差异。利用荧光标记的Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2为探针进行FISH分析,可以准确区分拟斯卑尔脱山羊草的不同染色体,并能将拟斯卑尔脱山羊草与小麦的染色体区分开来。     

断根与打顶对番茄嫁接愈合的抑制作用

【目的】断根嫁接苗和打顶双干或多干嫁接苗日益广泛用于番茄栽培,丰产作用显著。了解断根与打顶对番茄嫁接愈合的作用机制,可为番茄嫁接生产提供理论依据。【方法】以‘硬粉8号’为接穗品种,‘砧爱1号’为砧木品种,观测断根和打顶后番茄嫁接愈合进程、成活率和木质部连通性等,同时测定嫁接接合部生长素和细胞分裂素的含量及愈合相关基因的表达。【结果】断根和打顶抑制了嫁接接合部上方木质部分化基因VND7的表达,并显著延迟了木质部的重构。断根显著降低了嫁接后12和72 h接合部玉米素核苷（tZR）和反式玉米素（tZ）的含量,以及嫁接后12 h接合部吲哚-3-乙酸（IAA）,吲哚-3-乙酸甲酯（ME-IAA）和吲哚-3-甲醛（ICAld）的含量;打顶嫁接后12 h接合部IAA和ME-IAA含量显著低于对照和断根处理,下调了嫁接后3和12 h接合部上方和下方韧皮部分化相关基因NEN4表达水平。断根或打顶均下调了嫁接后3—48 h接合部上方细胞分裂相关基因Histone H4和SlcycB1-4的表达水平;断根和打顶同时处理使嫁接接合部IAA和ME-IAA含量显著低于断根处理,使tZR和tZ的含量及木质部连通性显著低于打顶处理。打顶和断根后分别在嫁接接合部施用10 mmol∙L^-1 IAA和10 mmol∙L^-1 6-BA可显著促进嫁接苗木质部的重构。【结论】断根和打顶分别降低接合部细胞分裂素和生长素积累,下调愈合相关基因表达,降低木质部输导能力,进而延缓番茄嫁接愈合进程。     

鱼池水中钾钠的火焰原子发射光谱分析

本文研究了用火焰原子发射光谱法分析鱼池水中钾钠的方法。对方法精密度、回收率和共存元素的干扰进行了考察。建立了最佳测试条件。表明本方法简易、快速、准确。它亦适用对天然水中钾钠的测定。     

锌、锰、铜对大蒜吸收硒的影响

本试验通过盆栽大蒜探讨土壤施硒、锌、锰、铜对大蒜吸收这些元素以及这些元素之间的相互影响。结果表明,随着土壤施硒量的增加,土壤中硒的有效含量增加,大蒜地上部和地下部含硒量也增加;土壤施锌、锰、铜对大蒜吸收硒几乎没有影响;而硒会明显地抑制大蒜对锌元素的吸收,对锰、铜的吸收虽有抑制但只在地下部明显,因此,土壤施硒的量一定要合适。     

离子铵和非离子氨对海蜇螅状幼体和碟状幼体的毒性研究

在温度（２０±１）℃，盐度２２￣２４‰条件下，对海蜇螅状幼体和碟状幼体进行了ｐＨ适应性试验和不同ｐＨ下氨氮的急性毒性试验，结果表明：适合海蜇螅状幼体和碟状幼体生活的ｐＨ范围为７￣９，最适ｐＨ范围为７．５￣８．５，在此ｐＨ范围内，不仅非离子氨具有毒性，离子铵在浓度高时亦具有毒性。对于螅状幼体，此毒性倍数约为１１７￣２２０。     

流域生态环境中土地-水-植物资源利用三角形稳定关系研究*

 流域中生态环境的优劣,不论影响因子有多少,最终是通过土地、水和植物的存量来体现的,文章介绍了流域中土地-水-植物天然稳定的三角形关系,它们共同支撑着生态环境。外来因素的侵入,无节制利用资源,破坏了这种天然稳定的土地-水-植物三角形关系,形成了超三角形的多边形,这种多边形是非稳定形状。