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农 业资源与环境学报 2016 年 1 月 第 33 卷 第 1 期 92 101 January 2016 Vol 33 No 1 92 101 Journal of Agricultural Resources and Environment 近几年来 随着农业结构的调整 蔬菜种植业发 展迅速 据统计 2011 年我国蔬菜种植面积达 0 20 亿 hm 2 总产量达 6 79 亿 t 总产值 1 26 万亿元 占种植 业总产值的 30 以上 且超过了我国的粮食总产值 1 蔬菜是最重要消费品和必不可少的农产品 而蔬菜的 生产情况更与农民利益 人民生活息息相关 引起广 泛关注 目前 蔬菜种植业方面的研究主要集中 2 个 方面 一是生产经济效益问题研究 马一娜等 2 通过对 山西省蔬菜产业经济效益比较分析 确立保护地蔬菜 业在山西农业的重要地位 肖蓉 3 对江西省蔬菜产业 的经济效益研究结果表明 作物种植耗费工作量和收 益基本成正比 蔬菜产业的高效益是以繁重的工作量 为代价的基本现实 冯丽娟等 4 通过分析我国绿色蔬 菜发展存在的问题 从人才 政策 管理方面提出相应 的对策 为提高蔬菜产业收益提供参考 二是生产生 态问题研究 主要是生产碳效益方面 Hillier 等 5 对英 不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价 胡 亮 文礼章 彭云鹏 易 倩 徐 练 湖南农业大学植物保护学院 湖南 长沙 410128 摘 要 实验通过对浏阳市 4 个农场 2 种生产模式 8 种蔬菜 3 年的经济 生产成本 投入产出比等 和环境 碳排放量 碳足迹 指标 值进行分析 结果表明 1 有机生产模式的投入产出比和碳足迹分别为无公害生产的 18 5 和 87 4 2 肥料和电耗是最主要的 碳排放来源 分别占碳排放总量的 58 76 和 16 67 3 碳排放量和碳足迹都与 N 肥之间成正相关关系 即施用的 N 肥越多 碳排 放量就越多 碳足迹也越大 4 有机模式下 有机肥用量达到 122 352 kg hm 2 时 作物产量最大 而无公害模式下 农用化学品投 入 20 103 元 hm 2 时 叶菜产量最大 因此 要保障蔬菜增产丰收 同时尽可能地减少碳排放量 其主要出路在于推广有机模式 增 施有机肥 减少无机 N 肥和其他农用化学品的使用 建立节水灌溉体系以节约用电量 关键词 生产效益 碳效益 生命周期评价法 蔬菜生产 中图分类号 S181 文献标志码 A 文章编号 2095 6819 2016 01 0092 10 doi 10 13254 j jare 2015 0121 引用格式 胡 亮 文礼章 彭云鹏 等 不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价 J 农业资源与环境学报 2016 33 1 92 101 HU Liang WEN Li zhang PENG Yun peng et al Evaluation of Production and Carbon Benefit of Different Vegetables J Journal of Agricultural Resources and Environment 2016 33 1 92 101 Evaluation of Production and Carbon Benefit of Different Vegetables HU Liang WEN Li zhang PENG Yun peng YI Qian XU Lian College of Plant Protection Hunan Agricultural University Changsha 410128 China Abstract This study analyzed environmental and economic benefits of 8 types of vegetables in 4 different farms over 3 years The specific results were as follows 1 The input output ratio and carbon footprint of organic production mode was 18 5 and 87 4 of that of pollution free mode respectively 2 Fertilizer and power consumption was the main source of carbon emissions accounting for 58 76 and 16 67 of total carbon emissions respectively 3 There were positive correlations between N fertilizer and both carbon emissions and carbon footprint In otherwords higheruseofNfertilizerresultedinhighercarbonemissionsandcarbonfootprint 4 Whenorganicfertilizersusereached122352 kg hm 2 the crop production could reach the maximum under organic mode Under the mode of pollution free production when agricultural chemicals input reached 20 103 yuan hm 2 leafy vegetable production could reach the maximum Therefore to increase production and re duce carbon emissions in the process of vegetable production the main approach was to use organic mode increase the quantity of organic fertilizer instead of the use of inorganic N fertilizer and other agricultural chemicals and establish water saving irrigation system for electrici ty efficiency Keywords production benefit carbon benefit life cycle assessment vegetable production 收稿日期 2015 05 10 基金项目 湖南省财政厅专项基金 2013017 作者简介 胡 亮 硕士研究生 专业方向为蔬菜生产过程中生态安全 性评估和秸秆综合利用 E mail 1248384476 通信作者 文礼章 E mail weninsect123 92 2016 年 1 月 蔬菜生产模式 Praduction pattern 农场 farm 肥料平均用量 kg hm 2 Fertilizer average dosage 农药平均用量 kg hm 2 Pesticides average dosage 杀虫工具 Insecticidal tool N 肥 N fertilizer P 2 O 5 肥 P 2 O 5 fertilizer K 2 O 肥 K 2 O fertilizer 厩肥 Manure 杀虫剂 Insecticide 除草剂 Herbicides 灭菌剂 Sterilizing agent 有机模式 Organic pattern A 0 0 0 31 272 0 0 0 太阳能杀虫灯 杀虫板 无公害模式 Pollution free pattern B 398 286 352 13 500 0 23 9 9 20 39 C 659 340 382 18 750 0 42 14 4 22 35 D 597 318 355 24 562 0 4 14 1 21 95 表 1 4 个农场的特点和差异 Table 1 The characteristics and differences of the 4 farms 国主要食物农产品 马铃薯 西红柿及油菜等 进行了 碳足迹调查 提出农业生产碳足迹的一般资料 张志 斌 6 研究设施蔬菜低碳生产技术 为蔬菜生产节能减 排做出贡献 上述研究为蔬菜种植业的发展提供了重 要资料 但由于视角单一 缺少对经济与生态方面综 合考虑 使得一些提高经济效益的对策破坏生态环 境 而部分维护环境的举措又损害了经济效益 不利 于蔬菜产业的健康发展 本文对有机生产 不使用化 肥和农药 和无公害生产 可以按相关标准使用化肥 和农药 模式下 露天蔬菜生产成本 物质成本和人工 成本 产量 投入产出比 碳排放量 碳吸收量 碳足 迹等展开调查 基于生产效益和碳效益二元视角分析 露天蔬菜实际生产过程中经济效益与生态效益的矛 盾 期望为高效低碳蔬菜生产提供参考 1 材料与方法 1 1 研究地区概况 本研究调查的 4 个农场中 1 个为有机生产模式 定义为 A 3 个为无公害生产模式 分别定义为 B C D 见表 1 有机生产模式是遵照有机农业生产标 准 自然学规律和生态学原理 在生产过程中不采用 基因工程获得的生物及其产品 不使用化学合成投入 品的一种持续稳定的农业生产过程 7 而无公害生产 模式下可以合理使用低毒低残留的农业化学品 但在 收获时有害物质的残留量不超过国家允许的标准 8 调查选择的 4 个农场都有国家颁布的产品认证书 符 合国家相关蔬菜生产标准 调查地位于湖南省浏阳市 27 51 20 28 34 06 N 113 10 24 114 14 58 E 属亚热带季风湿润气 候 雨量充沛 年平均气温 16 7 18 2 年日照时数 1 490 1 850 h 年降水量 1 457 2 247 mm 9 浏阳市是 全国无公害蔬菜示范县 全国蔬菜标准化生产示范 县 2013 年全市蔬菜复种面积达 3 05 万 hm 2 总产量 90 万 t 总产值 12 8 亿元 占种植业产值的 35 3 对 全市农民的人均纯收入贡献率达 30 蔬菜产业已经 成为浏阳市种植业的 八大特色产业 之一 10 1 2 调查方法 本次研究主要参照生命周期评价 Life cycle as sessment LCA 的方法 11 和 IPCC 方法一 Tier1 建立 农业生产系统碳足迹的估算模型 并以蔬菜生产过程 中产生的碳排放量减去相对应的碳吸收量 得到其相 应的碳足迹值 然后 应用投入产出比分析 12 和相关 回归等统计方法分析蔬菜的经济效益与生产成本以 及碳足迹值等环境指标之间的定量关系 1 2 1 调查流程和边界 本文以 4 个典型农场蔬菜生产为研究对象进行 评估 评价单位面积蔬菜生命周期内生产成本及碳足 迹 研究内容主要涉及 2011 2013 年间 4 个农场 8 种蔬菜生产过程中所耗费的农用化学品 种子 机械 人工 农具 灌溉的经济成本以及产生的碳排放量和 植物固碳 其中 有机模式下碳排放的计算范围包括 有机肥 秸秆和鸡粪 人工 农械 电 油料 地膜以及 土壤的碳排放量 因为作物凋零物和还田秸秆的固碳 经过生物分解作用成为土壤生物碳 因此不计入碳排 放中 而有机肥是鸡粪与秸秆的混合堆肥 萝卜 莴 笋 苋菜有机肥中的秸秆是外来物 因此计入其中 1 2 2 数据来源与分析 原始数据主要来源于被调查农场历年系统记录 的资料 其中主要采用了产量 人工劳动时间 油耗 量 电耗量 销售价格 肥料 农药 种子 地膜种类及 用量等系列数据 作者所做的实地调查内容主要包 括 各农场的种植面积 作物密度 生物量 农具 农业 机械的折旧费和测量的蔬菜含水量 运用 EXCEL SPSS 18 软件进行统计分析 1 3 指标值系数 1 3 1 蔬菜的碳吸收率 含水量 经济系数 碳吸收是指作物在生长过程中吸收大气中的 CO 2 转换为有机物的过程 是主要的碳汇来源 本研 胡 亮 等 不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价 93 农 业资源与环境学报 第 33 卷 第 1 期 表 3 田间作业人工效率和机械消耗 Table 3 The field operation manual and mechanical consumption efficiency 田间作业 field operation 人工 Artificial 柴油 Diesel oil 电 Electricity 松土 Digging 0 333 m 2 min 1 播种 Seedling 1 m 2 min 1 1 28 m min 1 4 株 min 1 间苗 Thinning 1 5 m min 1 施肥 Fertilization 1 5 株 min 1 300 g min 1 6 5 L h 1 耕地 Plow tillage 0 4 m 2 min 1 20 25 L hm 2 耙地 Harrowing field 24 45 L hm 2 做畦 Doing the strip 0 5 m min 1 1 m 2 min 1 定植 Engraftment 4 株 min 1 装灯 Dighting 0 05 台 min 1 防虫 Insect resistant 2 片 min 1 100 头 min 1 打杈 Pruning 0 67 杈 min 1 拉秧 Seeding 0 67 株 min 1 搭架 Installing frame 0 67 株 min 1 落蔓 Falling tendril 1 株 min 1 绑蔓 Tying tendril 4 株 min 1 除草中耕 Weeding 1 m 2 min 1 灌溉 Irrigation 0 067 hm 2 h 1 1 5 kW h 1 喷药 Spraying 666 7 g min 1 采收 Harvest 12 500 g h 1 运输 Transport 0 2 L km 1 切秆 Cutting the rod 16 2 L hm 2 表 2 蔬菜的含水量和经济系数 Table 2 Water content of vegetables and economic coefficient 注 含水量计算公式 W W f W d W f 100 W 为含水量 W f 为湿重 W d 为干重 经济系数计算公式 E E i Et E 为经济系数 E i 为经济产量 E t 为 生物量 Note The formula of water content W W f W d W f 100 W as moisture content W f as the wet weight W d as dry weight Economic coefficient calculation formula E E i Et E for economic coefficient E i for economic output E t for biomass 蔬菜品种 Vegetable varieties 含水量 Water content 经济系数 有机模式 Economic coefficient Organic pattern 经济系数 无公害模式 Economic coefficient Pollution free pattern 黄瓜 Cucumber 98 3 0 240 0 548 0 苦瓜 Bitter melon 94 9 0 230 0 365 7 青椒 Green pepper 95 7 0 334 0 577 5 茄子 Eggplant 97 5 0 280 0 516 1 豆角 Beans 94 6 0 133 0 290 8 萝卜 Radish 97 8 1 1 莴笋 Lettuce 97 5 1 1 苋菜 Amaranth 82 8 1 1 究通过植物气候箱烘干法得出蔬菜的含水量 反复称 量作物的生物量和经济产量 计算出经济系数等数据 表 2 蔬菜碳吸收率取常见值 0 45 13 14 1 3 2 田间作业指标系数 田间作业包括人工 机械投入 根据实际情况 无 公害作业人工费 6 元 h 1 有机作业人工费按 8 94 元 h 1 加 1 6 元 kg 1 产量提成核算 通过测定不同农 户在不同时间从事田间作业的工作量和耗时 得出平 均人工效率 对机械田间作业能耗数据统计 计算得出 耗油 耗电的相关数据 农业化学品 农药 化肥 地膜 等 的投入成本按照农场购买的实际价格计算 表 3 1 3 3 碳排放系数 参数选择遵照 就近完整原则 见 3 1 即首选 国内的参数 其次是国外的参数 优先选用个人或组 织研究得出的系统性权威参数 对于部分空白系数 采用能值法估算 各物质碳排放参数见表 4 1 4 碳足迹计算 此处 采用 IPCC 方法一 Tier1 计算碳足迹 其 公式如下 N c E t C t 1 E t n i 1 Q i C i 2 C t n i 1 C d n i 1 C f D w n i 1 C f Y w 1 W i H i 3 式 1 中 N c 表示碳足迹 E t 表示碳排放 C t 表示碳 吸收 式 2 中 Q i 为物质或活动的数量或强度数 据 C i 为单位碳排放因子 每个单位的 CO 2 当量 i 为第 i 种农作物的种类 式 3 中 C d 为某种作物对 碳的吸收量 C f 为作物的碳吸收率 无量纲 D w 为生 物产量 干物质 Y w 为经济产量 W i 为作物的含水 94 2016 年 1 月 表 4 农业资料碳排放系数 Table 4 Carbon emission factor of agricultural information 碳排放系数 Carbon emission factor 参考文献 References 灭菌剂 Sterilizing agent 3 9 kg Ce kg 1 文献 15 杀虫剂 Insecticide 5 1 kg Ce kg 1 文献 15 除草剂 Herbicides 6 3 kg Ce kg 1 文献 15 N 肥 N fertilizer 1 74 kg Ce kg 1 文献 16 P 2 O 5 肥 P 2 O 5 fertilizer 0 165 kg Ce kg 1 文献 17 K 2 O 肥 K 2 O fertilizer 0 120 28 kg Ce kg 1 文献 17 N 肥引起的土壤温室 N fertilizer caused greenhouse soil 2 384 kg Ce kg 1 文献 18 19 农膜 Plastic sheeting 0 68 kg Ce kg 1 文献 20 厩肥 Manure 0 027 kg Ce kg 1 文献 15 种子 Seeds 1 18 kg Ce kg 1 文献 21 电力 Power 0 994 4 kg Ce kW h 1 文献 22 柴油 Power 0 94 kg Ce kg 1 文献 15 秸秆 Straw 1 0 kg Ce kg 1 文献 19 劳力 Labor 0 86 kg Ce 人 1 d 1 文献 19 水泵 Pumps 6 2 kg Ce kg 1 文献 19 太阳能杀虫灯 Solar insecticidal light 213 07 kg Ce 台 1 文献 23 24 杀虫板 Insecticidal board 1 553 kg Ce kg 1 文献 25 铁制农具 Iron tools 4 3 kg Ce 把 1 文献 26 项目 Item 率 H i 为经济系数 2 结果与分析 2 1 露天蔬菜生产效益分析 生产成本 投入产出比 产量 无公害模式下 8 种主要蔬菜近 3 年的生产成本介 于 45 921 145 976 元 hm 2 之间 总体平均达到 86 335 元 hm 2 表 5 不同蔬菜品种单位面积生产成本差异 明显 其中黄瓜的生产成本为 145 976 元 hm 2 相当 于苋菜的 3 18 倍 露天蔬菜的生产成本因不同品种 而有差异 因为投入不同而影响生产成本 特别是人 工投入 8 种露天蔬菜的生产成本由高到低顺序为 黄瓜 茄子 苦瓜 萝卜 豆角 莴笋 青椒 苋菜 考虑 到销售环节不确定和市场价格波动 投入产出比更能 直接 基础反映蔬菜生产效益情况 12 表 5 表明 不同 种蔬菜投入产出比差异显著 其中苋菜的投入产出比 最低 为 0 246 黄瓜 莴笋 茄子 萝卜投入产出比均 高于 1 不同蔬菜品种单位面积产量差异明显 其中 黄瓜的产量高达 105 385 kg hm 2 是青椒的 2 94 倍 同时调查发现 化肥 农药 地膜等农用化学品的投入 与叶菜 苋菜 莴笋 产量之间成二次曲线回归关系 图 1 即当农用化学品用量达到 20 103 元 hm 2 时 叶菜产量达到最大值 由表 6可知 有机模式下蔬菜的生产成本在 82806 260 981 元 hm 2 之间 7 种有机蔬菜的生产成本在 10 万元 hm 2 以上 其中最高是黄瓜 高达 260 981 元 hm 2 有机黄瓜 苦瓜 豆角 莴笋 苋菜 茄子 青椒 萝卜每公斤的生产成本依次为 3 8 4 5 4 7 2 7 4 5 3 6 3 5 5 元 8 种有机蔬菜的投入产出比平均为 0 163 且均低于 0 23 有机蔬菜的产量介于 18 347 5 68 023 5 kg hm 2 之间 平均达到 41 719 1 kg hm 2 仅 为无公害蔬菜的 74 18 同时调查发现有机肥 秸秆 与鸡粪 2 1 发酵而成 与有机蔬菜产量之间存在二次 曲线回归关系 图 2 即当有机肥达到 122 352 kg hm 2 时 作物产量最大 而目前平均有机肥用量为 46 909 kg hm 2 因此增施有机肥是有机蔬菜增产丰收的重 要措施 2 2 露天蔬菜各生产资料成本分析 经计算得出露天蔬菜生产过程中各生产资料投 入的成本占总生产成本比例见图 3 在无公害和有机 模式下 人工成本占生产总成本比例分别为 74 33 和 94 02 不同蔬菜品种的人工成本占生产成本的比例 介于 66 83 96 45 之间 是最主要的成本来源 对 2 种模式下 生产成本与人工成本进行线性回归分 析 结果显示生产成本随着人工成本的增加而显著线 性增加 无公害模式下化肥投入成本占总成本的 胡 亮 等 不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价 95 农 业资源与环境学报 第 33 卷 第 1 期 注 表中数据为所有龄期的总平值 标准差 经 Duncan 新复极差法检验 同列数据后字母相同表示在 0 05 水平差异不显著 下同 Note Data in the table are mean sd and followed by the same letter in the same column indicate no significantly difference at 0 05 level by Duncan s multiple range test The same as below 表 5 无公害蔬菜经济 碳效益清单 Table 5 Pollution free vegetable economy carbon benefits inventory 品种 Varieties 生产成本 元 hm 2 The cost of production 产量 kg hm 2 Output 投入产出比 Input and output ratio 碳排放 kg hm 2 Carbon emissions 碳吸收 kg hm 2 Carbon sequestration 碳足迹 kg hm 2 Carbon footprint 黄瓜 Cucumber 145 976 4 582g 105 385 4 490a 1 079 0 304cd 6 050 2 1 157 6a 1 350 2 1 157 5c 4 700 1 160a 苦瓜 Bitter melon 92 583 11 607e 47 962 2 327c 0 798 0 323bc 5 916 1 1 027 0a 1 105 8 53 6cd 4 810 4 994 7a 豆角 Beans 74 324 13 539c 36 614 4 230d 0 859 0 282bc 3 061 6 660 7de 1 608 3 185 8b 1 453 3 515 0c 莴笋 Lettuce 72 895 41 539c 45 572 2 931cd 1 086 0 248cd 3 902 2 651 3c 935 4 60 2d 2 966 9 685 6b 苋菜 Amaranth 45 921 614a 37 156 2 873d 0 246 0 021a 3 191 9 463 1de 2 652 2 205 1a 539 7 296 5d 茄子 Eggplant 111 507 12 981f 72 583 27 447b 1 229 0 614d 5 050 2 900 9b 1 831 3 692 5b 3 218 8 1 355 9b 青椒 Greenpepper 64 020 4 899b 35 813 2 359d 0 691 0 164b 3 655 9 706 4cd 1 642 2 108 2b 2 013 7 679 6c 萝卜 Radish 83 454 3 025d 68 859 4 679b 1 067 0 207cd 2 260 4 395 7e 1 711 7 116 3b 548 6 504 7d 平均 Average 86 335 30 190 56 243 25 019 0 882 0 419 4 136 3 1 506 6 1 604 6 557 1 2 531 7 1 778 9 图 1 农用化学品与产量的关系 Figure 1 The relationship between agricultural chemicals and yield 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 55 000 50 000 45 000 40 000 35 000 30 000 农用化学品投入 元 hm 2 产 量 k g h m 2 Y 4 375E 5 X 2 1 759X 28 454 724 R 2 0 735 F 20 76 P 0 001 表 6 有机蔬菜经济 碳效益清单 Table 6 Organic vegetable economy carbon inventory benefits 品种 Varieties 生产成本 元 hm 2 The cost of production 产量 kg hm 2 Output 投入产出比 Input and output ratio 碳排放 kg hm 2 Carbon emissions 碳吸收 kg hm 2 Carbon sequestration 碳足迹 kg hm 2 Carbon footprint 黄瓜 Cucumber 260 981 2 568a 68 023 5 4 213 1a 0 153 0 08b 4 549 56 0 00f 871 5 53 98d 3 678 03 53 98a 苦瓜 Bitter melon 175 608 3 406c 39 016 4 2 129d 0 18 0 06c 3 820 45 0 32e 932 13 24 6d 2 888 33 24 6b 豆角 Beans 145 159 2 394d 30 429 2 540e 0 191 0 00cd 2 551 42 5 07a 1 336 64 23 71c 1 214 78 20 44f 莴笋 Lettuce 127 755 5 618e 46 664 1 982 4c 0 110 0 02a 3 547 76 219 49d 957 82 40 69d 2 589 95 179 26c 苋菜 Amaranth 82 806 3 071g 18 347 5 2 335 1f 0 182 0 16c 3 477 6 49 29d 1 309 63 166 68c 2 168 43 120 13d 茄子 Eggplant 218 480 5 029b 60 303 2 3 143 4b 0 145 0 04b 3 411 39 40 05cd 1 521 48 79 31b 1 889 9 64 2e 青椒 Greenpeppers 180 211 4 159c 50 626 2 599 5b 0 143 0 04b 2 828 95 57 66b 2 364 03 84 53a 464 9 139 55g 萝卜 Radish 102 790 1 241f 20 343 5 750f 0 202 0 05d 3 316 71 2 11c 505 7 18 65e 2 811 17 42b 平均 Average 161 724 57 383 41 719 1 17 364 0 163 0 03 3 437 98 582 9 1 224 87 540 0 2 213 17 976 5 图 2 有机肥与产量的关系 Figure 2 The relationship between organic fertilizer and yield 产 量 k g h m 2 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 有机肥用量 kg hm 2 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 Y 5 476E 6 X 2 1 340X 7 010 812 R 2 0 728 F 28 142 P 0 001 96 2016 年 1 月 图 3 各种生产资料成本占总成本的比例 Figure 3 The proportion of the cost of various production accounted in total cost 无 公 害 黄 瓜 有 机 黄 瓜 无 公 害 苦 瓜 有 机 苦 瓜 无 公 害 豆 角 有 机 豆 角 无 公 害 莴 笋 有 机 莴 笋 无 公 害 苋 菜 有 机 苋 菜 无 公 害 茄 子 有 机 茄 子 无 公 害 青 椒 有 机 青 椒 无 公 害 萝 卜 有 机 萝 卜 蔬菜种类 种子 农药 人工 机械 电耗 油料 地膜 肥料 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 生 产 资 料 所 占 成 本 比 例 13 73 是总成本的第二来源 说明减少劳动力和化 肥的投入是降低生产成本的有效途径 2 3 露天蔬菜生产总碳足迹分析 碳排放 碳足迹的计算方法采用全环式 27 和生命 周期评价 无公害模式下 8 种蔬菜的碳足迹介于 539 7 4 810 4 kg hm 2 之间 表 5 平均达到 2 531 7 kg hm 2 高于陈琳等 29 对南京 5 种大棚蔬菜生产的碳 足迹调查 得出的设施蔬菜碳足迹强度为 870 2 040 kg hm 2 主要原因是后者忽视了种子 机械磨损 肥 料引起土壤的碳排放 不同蔬菜品种的碳足迹差异明 显 其中苦瓜碳足迹为 4 810 4 kg hm 2 是苋菜碳足 迹 8 92 倍 每公顷碳足迹从高到低依次是 苦瓜 黄 瓜 茄子 莴笋 青椒 豆角 萝卜 苋菜 总体来看 瓜 果类蔬菜的碳足迹高于根茎类和非定植叶菜类 主要 原因是瓜果类蔬菜生产所需要的化肥 农药较多以及 生产期较长 从经济效益和碳足迹两方面综合考虑 因优先选择经济效益较大 而碳足迹较小的苋菜 豆 角 碳吸收是影响碳足迹的重要因子 如每公顷黄瓜 的碳排放量最大 碳足迹却低于苦瓜 原因是 2 种蔬 菜碳吸收存在差异 有机模式下 8 种蔬菜的碳足迹介于 464 9 3 678 03 kg hm 2 之间 平均碳足迹仅为 2 213 17 kg hm 2 表 6 为无公害模式下蔬菜碳足迹的 87 40 主要是由于在有机生产过程中不施用任何的农用化 学品 不同有机蔬菜品种之间差异显著 不同蔬菜种 类碳足迹从高到低依次为 瓜果类 叶菜类 根茎类 这为选择低碳消费和种植的有机蔬菜种类提供参考 从表 6 中可知 有机瓜果类蔬菜产量高 碳吸收量却 较低 主要原因是瓜果类蔬菜的部分生物产量 秸秆 藤叶 被当作有机肥循环利用 又增加了碳源 而未被 纳入碳汇范围考虑 2 4 露天蔬菜各生产资料碳排放分析 由图 4 可知 无公害模式下 农用化学品碳排放 量占总碳排放量的 61 83 71 5 其中 N 肥及引起 的土壤温室气体碳排放量占总碳排放量平均高达 52 06 为最主要的碳排放来源 调查发现农用化学 品以及 N 肥的用量 与碳排放总量之间存在显著的 线性增加关系 图 5 图 6 电耗引起的碳排放量占总 碳排放量的 9 68 16 27 是第二碳排放来源 可见 物质资料引起碳排放在整个生产过程中占有极其重 要的份额 人工碳排放量占总碳排放量平均值为 9 12 农药 种子和机械磨损碳排放量占总碳排放量 比例相对较小 但是节约成本提高经济效益的重要 环节 仍不容忽视 有机生产过程中 有机肥是最主 要的碳排放来源 碳排放量为 1 165 61 kg hm 2 占总 碳排放量平均达到 33 72 小于无公害生产中化肥 的碳排放 说明以有机肥代替化肥有利于农业低碳减 排 其次灌溉用电的碳排 占总排碳量的 26 64 可 见农业节水省电对蔬菜低碳生产具有重要影响 3 讨论 3 1 参数选择的原则 由于农业碳足迹研究尚处于起步阶段 国内许多 碳排放参数还是空白 目前广泛引用的指标体系 多数 是以美国 加拿大等国的资料为基础 如 IPCC West and Marland Lal Gan 等 这些指标参数有一定的借 鉴价值 但是部分不符合中国国情 如逯非等 16 结合 中国 N 肥生产实际情况 计算出 N 肥的碳排放强度 为 1 74 kg Ce kg 1 要比欧美地区大得多 主要原因 是我国 N 肥工业以煤为主要原料和能源 而欧美地 胡 亮 等 不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价 97 农 业资源与环境学报 第 33 卷 第 1 期 图 4 各种生产资料碳排放占总碳排放量的比例 Figure 4 The proportion of carbon emission of various production accounted in total carbon emission 种子 农药 人工 机械 电耗 油料 地膜 肥料 蔬菜种类 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 各 生 产 资 料 碳 排 放 所 占 比 例 无 公 害 黄 瓜 有 机 黄 瓜 无 公 害 苦 瓜 有 机 苦 瓜 无 公 害 豆 角 有 机 豆 角 无 公 害 莴 笋 有 机 莴 笋 无 公 害 苋 菜 有 机 苋 菜 无 公 害 茄 子 有 机 茄 子 无 公 害 青 椒 有 机 青 椒 无 公 害 萝 卜 有 机 萝 卜 图 5 N 肥与碳排放的关系 Figure 5 The relationship between N fertilizer and carbon emission 0 200 400 600 800 1 000 1 200 N 肥用量 kg hm 2 8 000 7 000 6 000 5 000 4 0