華北平原冬小麥-夏玉米種植模式碳足跡探究

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1、華北平原冬小麥■夏玉米種植模式碳足跡探摘要農(nóng)業(yè)碳足跡理論可以系統(tǒng)評價(jià)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中人為因素引起的碳排放，是構(gòu)建低碳農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)，對實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義。為探明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的碳足跡，本文基于河北吳橋縣農(nóng)戶生產(chǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用農(nóng)業(yè)碳足跡理論及研究方法，評價(jià)了華北平原冬小麥■夏玉米兩熟種植模式的碳足跡。結(jié)果表明：冬小麥■夏玉米種植模式碳足跡的大小為1737.37±337.02kgCe/hm2•a，生產(chǎn)1kg糧食的碳成本是0?12±0?03kgCe,其中冬小麥的碳足跡是1101.3l±251.91kgCe/hm2•a，小麥的碳成本是0.16±0.04kgCe/k

2、g,夏玉米的碳足跡是636.06±163.90kgCe/hm2•a,玉米的碳成本是0.08±0.02kgCe/kgo冬小麥■夏玉米種植模式碳足跡的組成中，化肥占總量的61.76%,電能占25.03%,柴油占7.44%,種子占4.75%,農(nóng)藥占1.02%o同時(shí)，發(fā)現(xiàn)N肥的施用量和電能消耗量均與碳足跡有正相關(guān)性，種植規(guī)模與碳成本有負(fù)相關(guān)性。因此，構(gòu)建節(jié)肥、節(jié)水及規(guī)?；牡吞挤N植模式是實(shí)現(xiàn)華北平原農(nóng)業(yè)節(jié)能減排的重要途徑。關(guān)鍵詞小麥■玉米兩熟制；碳足跡；碳成本；低碳農(nóng)業(yè)中圖分類號S34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號1002-2104（2011）09-0093-06doi:10.3969/j.

3、issn.1002-2104.2011.09.016碳足跡是指人類在生產(chǎn)和消費(fèi)過程中的碳排放總量，是一種測量人類碳排放對全球溫室效應(yīng)影響的新方法[仁3]□目前，能源和城市建設(shè)等領(lǐng)域中的碳足跡得到高度關(guān)注[4-7],農(nóng)業(yè)碳足跡能夠系統(tǒng)地評價(jià)耕作、施肥和收獲等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)過程中，由人為因素引起直接和間接的碳排放總量，定量測算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對溫室效應(yīng)的影響[8-9]o目前，農(nóng)業(yè)碳足跡的研究尚處于起步階段，主要研究集中在區(qū)域農(nóng)

4、=

5、業(yè)碳足跡、作物碳足跡和糧食碳足跡（碳成本bNelson等測算了美國農(nóng)業(yè)的碳足跡「0],Dubey和Lal研究了美國俄亥俄州和印度旁遮普邦的農(nóng)業(yè)碳足跡，并對兩地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

6、的可持續(xù)性進(jìn)行了評價(jià)[“];國外多位學(xué)者分別對冬油菜、春燕麥和冬小麥等多種農(nóng)作物從播種到收獲整個(gè)田間生長期的碳足跡進(jìn)行了研究[10,12-14]□國內(nèi)農(nóng)業(yè)碳足跡僅有少量報(bào)道，梁龍等評估了生產(chǎn)1t小麥■玉米的碳成本[15],本實(shí)驗(yàn)室前人計(jì)算了冬小麥-夏玉米種植模式（以下簡稱為“麥玉模式”）農(nóng)資部分的碳足跡[16?仃]□國內(nèi)外學(xué)者從不同角度對農(nóng)業(yè)碳足跡進(jìn)行了研究，但研究結(jié)果存在很大差異。本研究基于實(shí)地調(diào)研的農(nóng)戶生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用農(nóng)業(yè)碳足跡理論，并綜合投入-產(chǎn)出法和生命周期法，對華北平原麥玉兩熟模式的碳足跡進(jìn)行研究，以期獲得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳排放清單，為農(nóng)業(yè)節(jié)能減排提供有效的指導(dǎo)。1研究方法本研究以華

7、北平原典型的冬小麥-夏玉米兩熟制種植區(qū)域-河北吳橋縣為例，利用農(nóng)業(yè)碳足跡理論及研究方法，參考前人相關(guān)研究的碳排放參數(shù)，分析華北平原主體種植模式-麥玉兩熟模式的碳足跡。1.1農(nóng)業(yè)碳足跡的涵義碳足跡理論源于生態(tài)足跡，農(nóng)業(yè)碳足跡主要是在West和Lal等人對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究的成果上形成的[&18-20]o農(nóng)業(yè)碳足跡可以系統(tǒng)定量地計(jì)算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)過程中，由人為因素引起的各種直接和間接的碳排放總量及各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)上排放的分量。農(nóng)業(yè)碳足跡可以有效地評價(jià)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對溫室效應(yīng)的影響，是指導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)能減排的理論基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)碳足跡包括直接碳足跡和間接碳足跡：直接碳足跡是指在使用農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行耕地、播種和收

8、獲等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，柴油消耗直接在農(nóng)田上的碳排放，同時(shí)也包括由于施用化肥而導(dǎo)致土壤增加的直接碳排放量；農(nóng)業(yè)間接碳足跡是指在生產(chǎn)運(yùn)輸化肥、農(nóng)藥和種子等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料過程中，在農(nóng)業(yè)上游部門的碳排放，其中也包括灌溉消耗的電能產(chǎn)生的碳排放。1.2碳足跡計(jì)算方法麥玉模式碳足跡的邊界為從玉米秸稈還田開始到收獲玉米離開農(nóng)田結(jié)束，時(shí)間為1年，冬小麥碳足跡邊界是從玉米秸稈還田開始到小麥?zhǔn)斋@結(jié)束，夏玉米碳足跡的邊界是從玉米播種開始到玉米收獲結(jié)束。農(nóng)業(yè)碳足跡的測算內(nèi)容為1.2中的直接碳足跡和間接碳足跡，計(jì)算公式如下：Cf=Xni=1Cfi=￡ni=1（mp）iCf為農(nóng)業(yè)碳足跡，n表示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程消耗了n種能

9、源（柴油和電能等）或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料（化肥、農(nóng)藥和種子等）,Cfi表示第i種能源或農(nóng)資的碳足跡，m為消耗第i種能源或農(nóng)資的量，0為第i種能源或農(nóng)資的碳排放參數(shù)，碳足跡的單位是kgCe/hm2•a。糧食碳足跡也稱為糧食碳成本，麥玉模式糧食碳成本是

10、=

11、麥玉模式碳足跡與糧食單產(chǎn)的比值，小麥和玉米的碳成本分別是冬小麥和夏玉米碳足跡與各自單產(chǎn)的比值，碳成本單位是kgCe/kgo種植規(guī)模、化肥用量、灌溉用電量、農(nóng)機(jī)投入消耗的柴油量、播種量和農(nóng)藥用