三江平原水稻生产的碳足迹评价

农田作为重要的陆地生态系统,人们在生产过程中为追求产量,往往会使用大量农药、化肥等化学物质,导致农业生产成为温室气体排放的一个重要源头。三江平原位于黑龙江省东北部,水稻作为这一地区的主要农产品,在种植过程中往往释放大量温室气体,对生态环境造成一定影响。本文在稻田温室气体排放观测研究的基础上,应用生命周期评价(LCA)方法,计算了三江平原地区水稻生产的碳足迹。结果表明,三江平原地区水稻全生命周期生产的碳足迹为0.500 8 t(CE)·t^-1,其中CH₄排放量占全部碳足迹的71.8%,N₂O排放量占全部碳足迹的8.68%,温室气体占到了全部碳足迹的80.4%,是最为主要的碳排放源。化肥和农药施用所产生的碳排放占到了总碳排放的15.6%,机械化生产过程中所消耗的柴油碳排放,仅占到了总碳排放的3.99%。因此,三江平原地区水稻生产的碳排放控制应以控制温室气体排放为主体,改变以淹灌为主的传统水稻灌溉模式,大力推广水稻节水减排灌溉新技术,配以合理的施肥技术和田间管理方式,推广低温室气体排放的水稻品种,以达到低碳排放的环境友好型水稻...     

华北平原春绿豆-夏玉米种植模式经济效益和碳足迹评价

华北平原是我国重要的粮食生产基地,长期集约化的冬小麦-夏玉米种植导致氮肥施用过量、地下水超采及碳排放增加等生态环境问题日益突出。因此,调整现有种植结构,构建资源节约型种植制度对缓解该区域生态环境问题具有重要意义。为明确新型春绿豆-夏玉米模式的可行性,本研究基于大田试验和生命周期评价方法(life cycle assessment, LCA),定量评估了春绿豆-夏玉米模式与冬小麦-夏玉米模式的产量、经济效益、碳排放和碳足迹。结果表明,春绿豆-夏玉米模式中绿豆与玉米的产量分别为1 760.1 kg·hm~(-2)和8 775.8 kg·hm~(-2),当量产量(换算为玉米产量)为18 833.4kg·hm~(-2),比冬小麦-夏玉米模式低20.4%(P0.05);周年净收入为27 085$·hm~(-2)(包括每年7 500$·hm~(-2)的冬季休耕补贴),比冬小麦-夏玉米模式高20.2%;周年碳排放为4 642.1 kg(CO2-eq)·hm~(-2),比冬小麦-夏玉米模式低36.1%;单位产值碳足迹为0.17kg(CO_2-eq)·$~(-1),比冬小麦-夏玉米模式低48.5%(P0.01)。综合来看,在华北平原引入春绿豆-夏玉米模式部分替代传统冬小麦-夏玉米模式,能够改善种植结构,同时提高农民收入、降低农业生产系统碳排放和碳足迹。     

水稻不同种植方式的比较试验与评价

为了比较水稻不同种植方式的实施效果,在中国三大稻区安排了机械插秧、机械直播、机械钵苗行栽3种种植方式与常规育秧手工插秧方式比较试验,试验的品种为当地种植面积较大的6个品种,采集了不同试验方式的各项成本,测定了水稻产量指标和作业环节消耗工时等数据.试验结果表明,南方一季稻区优选种植方式的排序为:机械插秧、机械直播和手工插秧;南方双季稻区机械插秧方式优于手工插秧;北方稻区机械钵苗行栽方式优于手工插秧.其中机械插秧方式平均增产7.53%、平均省工41.44%,平均增加效益46.78%;机械直播方式产量平均下降6.34%,平均省工31.30%,而对效益的影响因品种不同而表现出差异性;机械钵苗行栽方式平均增产8.95%、省工64.29%,增加效益22.57%.     

长江中游地区稻麦生产系统碳足迹及氮足迹综合评价

【目的】长江中游地区是我国重要的稻麦轮作区,为保障我国粮食安全起到至关重要的作用。农业生产是主要的温室气体和活性氮排放源,定量评估稻麦系统碳足迹和氮足迹对实现该地区低碳绿色农业具有重要的意义。【方法】本研究基于农户调查问卷,通过生命周期评价法,系统分析长江中游地区稻麦生产系统碳足迹和氮足迹构成及大小,并进一步分析了其影响因素。【结果】长江中游地区稻麦生产系统单位面积碳足迹和氮足迹分别为CO2-eq 7728.8 kg/hm^2和N-eq 190.6 kg/hm^2。CH4排放和NH3排放分别是长江中游地区稻麦生产温室气体排放和活性氮排放的主要来源,分别占稻麦生产碳足迹和氮足迹的39.0%和91.8%。逐步回归分析表明,稻麦生产碳足迹和氮足迹主要受柴油和肥料的影响。在调研的稻麦生产农户中发现种植规模与碳足迹和氮足迹呈显著负相关关系,与小规模稻麦种植相比,大规模种植单位产量碳足迹和氮足迹分别降低了22.6%和43.9%。稻麦生产系统单位产量碳足迹、氮足迹随着产量的增加呈显著增加趋势。【结论】大力发展节肥节水技术,同时构建机械化、规模化农作种植模式是实现长江中游地区农业节能减排和绿色高效的重要途径。     

不同栽培方式水稻生产力水平及其经济效益研究

采用方差分析，线性回归分析及农业经济效益评价方法，分析了直播，水育密植，旱育稀植和抛秧栽培不同栽培方式水稻生产力水平，产量稳定性及其经济效益，提出张掖市应重点实施推广抛秧栽植并辅以旱育稀植的水稻栽培方式，淘汰水育密植和直播水稻方式的建议。     

不同播种方式对黔东南水稻产量和经济效益的影响

以金优527水稻为试验材料,设置了机插、手栽和直播探究播种方式对黔东南地区水稻产量和经济效益的影响。结果表明:(1)单位面积基本苗数、有效穗数、高峰苗数依次表现为:直播机插手栽,单位面积成穗率依次表现为:机插手栽直播;(2)直播水稻全育期天数较短(139d),分别比手栽(159d)和机插(154d)全育天数少20d和15d,而手栽和机插水稻生育期天数差异并不大,说明直播水稻比手栽和机插生育期天数显著缩短;(3)有效穗粒数依次表现为:直播机插手栽,每粒穗数依次表现为:手栽机插直播,结实率依次表现为:机插手栽直播,3者的差异均不显著(p0.05),千粒质量依次表现为:机插手栽直播,实际产量和理论产量依次表现为:直播手栽机插;(4)不同播种方式水稻经济成本以直播水稻最低(8 198元/hm~2),手栽水稻最高(9 860元/hm~2),与手栽和机插方式相比,直播水稻分别比手栽和机插下降了20.27%和4.17%;水稻收益依次表现为:机插直播手栽,直播和机插水稻收益分别高出手栽795,1 416元/hm~2。综上可知,机械的介入一方面使生产成本大幅度降低,另一方面使产量有所提高,为水稻生产带来更大的经济效益。     

不同栽培方式水稻生产力水平及其经济效益研究

采用方差分析、线性回归分析及农业经济效益评价方法,分析了直播、水育密植、旱育稀植和抛秧栽植不同栽培方式水稻生产力水平、产量稳定性及其经济效益,提出张掖市应重点实施推广抛秧栽植并辅以旱育稀植的水稻栽培方式,淘汰水育密植和直播水稻方式的建议。     

不同种植方式对土壤肥力和水稻根系生长的影响

以冈优22、Ⅱ优162和K优047为材料，通过大田试验研究了不同种植方式对土壤肥力、根系特征、根系伤流液和地上部干物质积累的影响。结果表明：免耕高留茬抛秧处理促进了土壤肥力提高，水稻成熟期其有机质含量、全氮含量、全钾均高于常耕插秧、常耕抛秧和移栽前的基础肥力，同时速效氮、钾含量也有明显提高。免耕高留茬抛秧前期根系和地上部的生长量均较低，拔节期总根长和根数均大大低于常耕插秧，也低于常耕抛秧。但免耕高留茬抛秧延缓了后期根系和地上部衰老，抽穗后30d根系伤流液强度显著或极显著高于常耕抛秧和插秧。     

水稻生产机械化综合技术经济效益

水稻生产机械化综合技术是以多项先进适用的农机化工程技术措施与先进适用的水稻生产农艺技术措施结合的综合性技术推广项目。农机化技术有机耕、稻种机械破胸催芽、农机联合抗旱、农机联合植保、农机脱粒、撩穗收割、田间运输、机械施肥等等,农艺技术有早、晚雨季杂交良种,地膜育秧、测土配方施肥、虫情测报、微肥、中产田改造等等。该项目列为湖南省农机局及湖南省丰收计划指导委员会1990年     

种植紫云英不还田对水稻农艺性状、产量和经济效益的影响

通过研究种植紫云英不还田配合不同化肥用量对土壤养分、水稻农艺性状、水稻产量和经济效益的影响,以探寻提升土壤肥力和经济效益的施肥方案。3年的田间试验结果表明,与不种紫云英+100%化肥(空白B1)处理相比,种植紫云英不施化肥(B2)处理降低了土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量;种植紫云英并分别配施100%、90%、80%和70%化肥(即B3、B4、B5和B6处理)均能保证土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量不降低,土壤有机碳在处理间差异不显著;水稻产量在处理间的大小顺序为B2B1B3B4B5B6;通过经济效益分析可知,无论是实际结果还是理论分析,本试验中种植紫云英+70%化肥(B6)处理的产量和净收入最高,经济效益最佳。综上所述,河南信阳水稻土区种植紫云英不还田并配施70%化肥,是值得推荐的施肥方案。     

皖南地区不同烤烟种植模式的土壤环境及经济效益分析

通过实地调研和取样分析研究了皖南地区5种典型烤烟种植模式下耕层土壤环境质量及经济效益状况。结果表明:水旱轮作及不同作物的养分投入与吸收量不同造成了养分指标间的差异,其中T2(烤烟–玉米复种连作)模式下的土壤有机质及碱解氮含量最低。除Pb外,As、Cd、Cr和Hg 4种重金属在不同种植模式的耕层土壤中含量不同,但均符合国家食用农产品产地环境质量要求。此外,T1(烤烟–水稻复种连作)及T4(烤烟–水稻→小麦–水稻→烤烟轮作)模式中二氯喹啉酸残留量相对较高(0.05 mg/kg)。在不同种植模式的总投入中,T1模式投入最高,其租地、肥料、烘烤及雇工4项投入占总投入的79.3%。T1及T2模式均属"高投入高产出"类型,缺乏可持续性;T4及T5(烤烟–水稻→油菜–水稻→烤烟轮作)模式,属"低投入高产出"类型,具有较高的可持续生产能力。T3(烤烟–空闲单季连作)模式复种指数最低,需提高生态资源利用率。从土壤环境及经济效益方面综合考虑,T4的烤烟–水稻→小麦–水稻→烤烟轮作模式是皖南地区的较佳烤烟种植模式,可进一步推广应用。     

基于绿色可持续理念的污染场地修复碳足迹研究进展

污染场地修复工程，以其短期、在较小空间尺度内产生高强度的能源消耗和碳排放而受到广泛关注。在全球环境变化及“双碳”政策背景下，污染场地的绿色可持续修复成为必然趋势。降低污染场地修复工程的碳排放水平，可以为减缓气候变化、实现修复行业的绿色发展提供重要支撑。然而，目前我国污染场地修复行业仍存在碳足迹评估技术研究不充分、绿色可持续修复理念贯彻不深入等问题。本文梳理了污染场地绿色可持续修复的发展历程和存在问题，以修复行为的碳足迹核算为着力点，综述了基于绿色可持续修复理念的碳足迹核算研究进展与案例分析，从场地、区域和宏观的不同尺度层面探究了污染场地修复评估方法体系中碳核算相关工作。在气候变化的全球背景下和“双碳”政策的国家背景下，污染场地碳足迹核算将为我国修复行业实现减污降碳、推进绿色低碳管理提供参考。     

江苏省农田生态系统碳源/汇、碳足迹动态变化

[目的]了解江苏省农田生态系统近年来碳源碳汇的基本演变趋势,识别江苏省农业发展过程中的重要碳排放源,指导江苏农业低碳化发展。[方法]利用模型对农田碳排放量、碳吸收量及碳足迹进行测算,并对其动态变化进行分析。[结果](1)江苏省农田生态系统碳排放总量总体趋向于增加,2001年江苏省碳排放量为4.44×10~6 t,2016年碳排放量为4.60×10~6 t,增幅为3.4%,化肥为碳排放的主要贡献因子。碳排放强度总体表现为下降趋势,各阶段碳排放强度均低于1t/hm~2。(2)碳吸收量总体呈现增加趋势,2001—2016年农作物总碳吸收量增加了3.57×10~7 t,年均复合增长率约为2.2%,单位面积碳吸收量呈整体增加趋势。园艺作物的碳吸收量明显高于粮食作物和经济作物。(3)农田生态系统碳足迹总体呈现降低趋势,存在较大的生态盈余。[结论](1)2001—2016年江苏省农田生态系统的碳吸收量明显高于碳排放量,具有良好的固碳能力,农田生态系统呈现碳汇;(2)农业投入物品对碳排放的影响程度不同,化肥是影响农业碳排放的最关键因子。     

重庆市不同土地利用碳排放及碳足迹分析

以重庆市为例,运用1997-2009年重庆市不同土地利用面积数据和能源消费量数据,采用碳排放模型、碳足迹模型,对重庆市13年来不同土地利用方式碳排放量和能源碳足迹进行核算,分析不同土地利用方式碳排放效益、碳排放量的影响因素以及能源消费碳足迹变化。结果表明:(1)重庆市碳排放总量呈直线增加趋势,年均增加210.69万t。(2)建设用地是主要碳源,林地是主要碳汇,建设用地碳排放量增幅远远大于林地的碳汇增幅。(3)碳排放强度总体上呈下降趋势,由1997年的1.77t/万元下降到2009年的1.38t/万元,年均下降1.12%,小于11.5%的GDP增长率。(4)产业结构和经济增长促进碳排放量增加,能源结构对碳排放量影响不大,能源效率改进是13年来重庆市碳排放强度下降的关键原因。(5)能源消费总碳足迹逐年增加,2002年后年均增加93.75万hm2,生态承载力也有所增加,但远远不及总碳足迹的增加速度,生态赤字逐年扩大;森林碳足迹和煤炭能源碳足迹是主要的碳足迹。     

区域农田生态系统碳足迹时空差异分析——以江苏省为案例

以江苏省为案例,应用江苏省1995—2009年化肥用量、农药消耗量、灌溉面积、农机燃料用量、农膜用量、耕地面积、农作物产量等数据,测算了区域农田生态系统碳吸收、碳排放及碳足迹的变化动态,以及在各地市的空间分布特征。结果表明：近15a来,江苏省农作物碳吸收总量和碳吸收强度呈＂V＂字形变化,变化范围分别为2933.6×104～3896.9×104t·a-1和6.04～7.71t·hm-2·a-1。农业投入碳排放呈逐渐上升趋势,由727.2×104t·a-1增长至882.7×104t·a-1,同时碳排放强度从1.43t·hm-2·a-1上升到1.88t·hm-2·a-1,增长了31.5%,化肥排放始终占据主导地位。农田生态系统碳足迹呈现波动增长,变化在13.68×105～17.56×105hm·2a-1之间,占同期耕地面积的比重达到27.0%～36.1%,碳生态盈余呈明显减少趋势,变化在36.99×105～32.22×105hm2·a-1之间。各地市之间碳足迹存在明显差异,空间分布格局为由北向南递减。     

基于生命周期评估的冬小麦-夏玉米种植系统碳足迹核算——以山东省高密地区为例

粮食生产过程中的原材料生产、能源消耗、氮肥施用以及农机作业等过程均会排放大量的温室气体。本研究通过对山东省高密市冬小麦-夏玉米种植系统粮食种植过程的原材料投入和农业管理措施等进行问卷调查,采用生命周期评估(Life cycle assessment,LCA)方法学核算当地小麦和玉米生产过程的碳足迹(Carbon footprint,CFP)。结果表明,高密市小麦、玉米生产和冬小麦-夏玉米种植系统单位面积的碳足迹分别为5 183.33、3 778.09 kg CO_2-eq·hm~(-2)和8 961.42 kg CO_2-eq·hm~(-2),单位产量的碳足迹分别为0.69、0.40 kg CO_2-eq·kg~(-1)和0.53 kg CO_2-eq·kg~(-1),单位净现值的碳足迹分别为1.82、0.40 kg CO_2-eq·元~(-1)和0.44 kg CO_2-eq·元~(-1)。冬小麦-夏玉米种植系统粮食生产的碳足迹主要来自氮肥的生产(48.30%)和氮肥施用(12.04%)、灌溉耗电(12.94%)和农业机械耗油(11.20%)等方面。综上可知,优化肥料施用、减少氮肥用量和节水灌溉等措施是实现当地粮食清洁生产的重要途径。     

生态足迹法在贵州喀斯特地区生态经济协调发展定量评价中的应用

如何定量评估生态与经济协调发展状况,是生态经济学的难点。利用生态足迹法对贵州喀斯特地区生态经济状态进行定量测算。结果表明:贵州喀斯特地区生态赤字为-1.1207875 hm2/人,生态经济发展极不协调。在此基础上,分析了生态赤字的原因,提出了今后发展的方向。     

不同种植模式对坡耕地红壤团聚体中酶活性及养分含量的影响

为探究不同种植模式下坡耕地红壤团聚体中的酶活性和养分含量，为改善耕地质量提供理论依据，以坡耕地红壤为研究对象，设置大豆单作（DD）、玉米单作（MM）、大豆玉米间作（MD）、裸地（CK）4个处理，利用干筛法获得2~1、1~0.25、<0.25 mm粒径团聚体，并测定了其中的酶活性和养分含量。结果表明：①与CK、DD、MM处理相比，MD处理显著提高了2~1 mm粒径团聚体的含量，增幅分别为22.2%、13.3%、16.2%。②MD处理显著提高了2~1 mm粒径团聚体中的有机质、有效磷、碱解氮含量，分别较DD和CK处理提高11.9%、29.2%，51.1%、57.5%和16.5%、29.1%；速效钾含量均表现为DD处理显著高于CK、MM、MD处理。③与CK、DD、MM处理相比，MD处理显著提高了2~1 mm和1~0.25 mm粒径团聚体中的脲酶活性，增幅分别为61.0%、18.8%、14.5%和65.0%、17.9%、13.8%，显著提高2~1 mm粒径团聚体中的蔗糖酶活性和<0.25 mm粒径团聚体中的酸性磷酸酶活性，增幅分别为63.8%、57.1%、32.8%和80.4%、44.3%、74.1%。④冗余分析表明，2~1 mm粒径团聚体中的脲酶和蔗糖酶活性与有效磷、有机质含量显著正相关，1~0.25 mm粒径团聚体中的酶活性与有机质、有效磷、碱解氮含量显著正相关，<0.25 mm粒径团聚体中的酶活性与碱解氮、有效磷含量显著正相关。研究表明，合理的种植模式不仅可以促进大团聚体的形成，还能提高大团聚体中的酶活性和养分含量，从而提高土壤肥力，改善耕地质量。