作物生产的环境影响:碳、氮、水和综合环境足迹评价
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碳、氮、水循环是农田生态系统的重要过程,在高强度的人为管理下,其驱动了农作物的生产,也影响了生态环境质量(图1)。南京农业大学农业资源与生态环境研究所基于国家农业统计数据库和大量本土排放因子计量了年中国28种农作物生产全生命周期的碳、氮、水足迹;并基于“EndpointModeling”环境影响评价理论,提出了作物生产“综合环境足迹”计量手段,从温室气体的排放、活性氮的损失和对水资源的消耗三个方面综合评价作物生产的生态环境影响。
图1摘要图
研究结果显示,28种农作物单位面积的碳、氮、水足迹分别在每公顷.29kgCO2-eq(油料作物)~.37kgCO2-eq(纤维作物)、16.07kgNr-eq(油料作物)~60.70kgNr-eq(糖料作物)以及.04m3(油料作物)~12,.28m3(糖料作物)之间。各组分对环境足迹的贡献因作物而异,大体上,化肥生产、氨挥发和绿水足迹分别是碳、氮和水足迹的主要贡献者(图2)。所有作物生产的温室气体排放量、活性氮损失量和耗水量分别为.11TgCO2-eq、5.50TgNr-eq和.06Gm3。
图2不同类型作物的环境足迹及其构成
对比不同作物生产单位面积的综合环境足迹,发现温室蔬菜生产的综合环境足迹最高,是油料作物的4.5倍(图3)。粮食生产的综合环境足迹占中国所有作物的72%,而农田氨挥发是作物生产生态环境影响的最大贡献者,贡献度达48%,远高于温室气体排放对生态环境的影响。
图3不同作物的综合环境足迹
该研究成果以“ExploringtheenvironmentalimpactofcropproductioninChinausinga