农作物生产过程既是碳源,也是碳汇.研究作物生产过程中碳吸收、碳排放特征对区域农业碳减排具有重要意义.以陕北区域为例,采用高分辨率遥感数据,结合GEE遥感云平台和随机森林算法,获取了作物种植分布信息,并建立碳吸收排放测算模型,分析了陕北地区 2021 年农田作物的碳源/汇效应、碳足迹及其空间分布格局.结果表明:①陕北种植的粮食作物主要为玉米、稻谷、薯类、豆类,经济作物主要为蔬菜、苹果、枣树,这七类作物集中分布在延安南部河谷区域和榆林西北部区域.②除枣类外,陕北地区其余作物的碳吸收量均高于碳排放量,以碳汇功能为主,其中,玉米和苹果分别对该地区碳吸收、碳排放的贡献率最高,碳吸收、排放量分别达到了 189.74×104 t 和 11.41×104 t,苹果、薯类和枣类碳足迹较高,分别达到了 9.92×104 hm2、8.77×104 hm2和 21.65×104 hm2,其余作物碳足迹处于 0.26-1.49×104 hm2之间.③从空间上看,研究区单位面积农田碳吸收量呈现西北高、南部低的分布格局,而碳排放量、碳足迹分布正好相反,南部高、西北低.④研究区可通过培育高产品种、优化施肥量、控制农膜农药用量、调整作物种植结构等措施,提高作物固碳效应,促进农业生产碳减排.

目的 分析中国成年居民食物消费碳足迹现状及其人口经济因素差异.方法 利用2018年"中国健康与营养调查"数据,选取12 777名具有完整膳食调查数据和人口学特征数据的18岁及以上成年居民作为研究对象.采用连续3天24小时膳食回顾法和家庭称重记账法(食用油和调味品)收集膳食数据,借助《中国食物成分表》将食物消费量转换成能量摄入量,利用基于生命周期视角的食物消费碳足迹数据库获得26个食物组的碳足迹系数值并计算碳足迹总量,利用多项logit模型分析人口经济因素与食物消费碳足迹的相关性.结果 中国成年居民食物消费碳足迹随年龄增长而降低,随收入水平与文化程度上升而升高;男性人均食物消费碳足迹高于女性,城市高于农村,南方高于北方.与18～44岁年龄组相比,60岁及以上年龄组出现高碳足迹的可能性较低碳足迹降低29％(OR=0.71,95％CI 0.61～0.83);与男性相比,女性出现中等碳足迹和高碳足迹的可能性分别较低碳足迹降低11％(OR=0.89,95％CI 0.81～0.99)和 25％(OR=0.75,95％CI 0.67～0.84);与城市居民相比,农村出现中等碳足迹和高碳足迹的可能性分别较低碳足迹降低24％(OR=0.76,95％CI0.69～0.85)和 38％(OR=0.62,95％CI 0.55～0.70);与北方地区相比,南方地区出现中等碳足迹和高碳足迹的可能性分别是低碳足迹的3.89倍(95％CI 3.52～4.30)和11.35倍(95％CI 10.01～12.88);随收入水平上升,出现中等碳足迹和高碳足迹的可能性增加(OR＞1);随文化程度上升,出现高碳足迹的可能性增加(OR＞1).结论 2018年中国成年居民食物消费碳足迹呈现不同的人口经济因素差异,性别、收入水平和文化程度是重要的相关因素.

城市化的快速发展,使食物消费系统愈发成为影响环境资源与居民健康的关键因素.在"双碳战略"目标的背景下,除关注能源密集型产业的温室气体减排,降低食物消费碳足迹或可成为另一潜在减排路径.已有研究表明,膳食结构的合理调整是提高居民健康水平和降低环境压力的重要途径,但目前仍存在无法提供适用国内研究的食物环境数据库、缺少考虑地区化膳食调整方案等局限性.本文从不同食物消费结构的碳足迹、单一食物调整和整体饮食结构调整的情景分析三个层面,综述近年来基于食物消费结构的碳足迹研究进展,以期为后续研究的开展提供一定的参考.

探究城市化对绿地空间碳源/汇的空间分布格局的影响,对评估城市生态系统的碳足迹和制定相应的碳收支管理措施具有重要意义.以净生态系统生产力(NEP)做为碳源/汇的反映指标,基于净初级生产力和土壤呼吸估算杭州市主城区绿地碳源/汇的空间分布格局,关注城乡梯度对不同绿地类型碳源/汇水平的作用.基于净初级生产力和土壤呼吸数据综合获得绿地空间NEP,通过土地利用数据和Fragstats软件进行景观格局分析,采用多元线性回归模型和逐步回归模型筛选影响NEP的景观、植被和气象因子,最后利用广义加性模型探讨NEP与各因子之间的关系.此外,分别比较了相同统计过程在不同城乡梯度和不同绿地类型之间的模型差异.结果表明:杭州市绿地空间NEP分布及其影响因子存在显著的城乡梯度与绿地类型差异.2019-2022 年杭州市主城区绿地空间,整体表现为碳源,年均NEP为-0.277 kg C m-2 a-1;其中表现为碳汇的绿地主要分布在杭州市主城区的西部,而碳源绿地主要分布在中部和东部.整体绿地空间的NEP大小与绿地斑块面积、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与灌木物种丰富度和气温呈负相关.NEP随城区、城郊结合部、郊区的城乡梯度逐步增强;城区NEP与乔木盖度呈正相关,与景观多样性和气温呈负相关;城郊结合部NEP与乔木物种丰富度和灌木盖度呈正相关,与绿地斑块密度和气温呈负相关;郊区NEP则与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关.公园、农田、自然植被的NEP依次增大并受到不同因素的调控.公园NEP与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与景观分割指数、灌木物种丰富度和气温呈负相关;农田NEP与聚集度指数和灌木盖度呈正相关,与气温呈负相关;而自然植被NEP则与乔木盖度呈正相关,与景观多样性指数和气温呈负相关.研究进一步揭示了城市化对绿地空间碳源/汇的影响,为城乡碳收支的差异化管理提供了一定的理论和数据支持.

目的 探索膳食认知干预对餐饮食品碳足迹的影响.方法 设计图形化营养信息标示,包括雷达图和条形图两部分.采用方便抽样,共纳入1 407名调查对象,设计带有包括调查对象基本信息、营养知识、模拟点餐、对餐饮食品营养信息标示的态度、对图形化餐饮食品营养信息标示的满意度5部分的问卷调查其对菜品的选择,计算菜品碳足迹.应用皮尔逊相关分析、斯皮尔曼相关分析进行关联性分析、配对t检验进行差异性检验.结果 在两次模拟点餐中,调查对象选择菜品的总营养分值与总碳足迹均呈负相关(r第一次模拟点餐=-0.521,r第二次模拟点餐=-0.637,P均＜0.05),5种限制性营养指标与总碳足迹均呈正相关(P＜0.05).与使用普通菜单相比,使用带有图形化营养信息标示的菜单进行模拟点餐时,调查对象选择牛肉类(t=11.633)、鱼肉类(t=9.433)、猪肉类(t=14.854)、蔬菜类(t=13.672)、豆制品类(t=19.702)菜品的碳足迹均下降(P均＜0.05),6类菜品的总碳足迹下降(t=26.041,P＜0.05).结论 图形化营养信息标示有助于降低餐饮食品消费碳足迹,增加低碳绩效.

灌溉对农田温室效应与碳足迹贡献产生重要影响.本文采用静态暗箱-气相色谱法对关中平原小麦-玉米轮作(2014-2015年)农田温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量进行了监测,并用净增温潜势(NGWP)和碳足迹两个指标评估不同灌溉量对关中平原农田温室效应、作物生产碳足迹的分布和构成的影响.试验在作物关键需水期(冬小麦越冬期和拔节期、夏玉米出苗期和拔节期)设置W0(0 mm)、W120(120 mm)、W180(180 mm)、W240(240 mm)4个处理.结果表明:与W0处理相比,W120、W180、W240处理下小麦产量分别增加了31.3％、44.3％、33.7％,玉米产量分别增加了9.9％、22.6％、33.8％;CO2的年际排放总量分别增加了22.2％、24.3％、15.1％,N2O的年际排放总量分别增加了18.6％、67.8％、91.5％,但CH4的年际吸收总量分别降低了51.7％、79.6％、97.8％;NGWP分别增加了20.1％、31.6％、31.4％.W120处理下碳足迹较W0处理降低了19.1％,但W180、W240处理与W0处理相比无显著性差异;W120、W240处理单位产量碳足迹较W0处理分别增加了44.5％、23.3％,而W180处理与W0处理无显著性差异.综合考虑不同灌溉量的经济效应和环境效应,180 rnm的灌水量更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的节水及固碳减排.

南方稻作区是我国重要的粮食生产区,在国家粮食安全保障中起着至关重要的作用,探明南方不同省份双季稻生产的碳足迹差异,对促进低碳稻作农业发展具有重要意义.本研究采用2004-2014年农作物种植面积、农资投入等统计数据,运用碳足迹理论和生命周期法系统评价我国南方双季稻生产碳足迹时空分布状况及其构成.结果表明:南方稻区各个省份早晚稻生产碳足迹大部分表现为增加趋势,早稻生产碳足迹较晚稻大.2004-2014年,安徽省双季稻平均碳足迹最高(1000 kg CO2-eq·hm-2),而福建、湖北和湖南省相对较小(750kg CO2-eq·hm-2).碳足迹构成中以肥料的生产、运输及使用占比最大,占水稻生产总碳足迹的60％;柴油投入碳足迹贡献量次之,为26％左右.逐步回归分析表明,双季稻生产碳足迹大小与柴油、复混肥和钾肥的投入呈正相关.净利润收益纳入分析表明,湖北省为低排放-高收益省份,有利于农业低碳可持续性发展.随着农村劳动力非农化和作物生产机械化的快速递增,未来水稻生产中柴油等机械化碳投入将快速增长.因此,提升化肥利用效率、灌溉效率和机械化作业效率将是发展南方稻作区低碳农业的关键途径.

农田碳足迹研究对农田生态系统管理与农业可持续发展具有重要意义,也可表征农田扩展的生态影响程度.利用县域尺度统计数据与空间分析,对云南省农田生态系统近30年的碳足迹的时空演变进行研究.结果表明:1985-2015年期间,云南省农田生态系统碳排放年均增幅为13.9％,化肥施用引起的碳排放贡献率最大,为56％,2015年的化肥单位面积碳排放达到331.6kg/hm2.云南省农田生态系统碳吸收年均增幅为3.04％,稻谷的碳吸收比例最大,为41％,然而,玉米的碳吸收的增幅最大,为8.76％.云南省农田生态系统存在碳生态盈余,且碳足迹总体呈现增长趋势,年均增长率为16.8％,单位面积碳足迹随年份增加不断增长.从空间上看,云南省农田生态系统碳排放、碳吸收在空间上均呈东南高、西北低的分布格局,而碳足迹在空间上呈现东西部高、中部低的分布格局,三者的空间差异和变化幅度差异都较大.

随着对气候变化和粮食安全的的日益认识,低碳农业引起了人们的广泛关注.低碳农业的研究需要综合考虑作物产量和温室气体排放,改进氮肥管理可能有助于减缓作物生产系统的温室气体排放,同时实现对作物稳产甚至高产的需求.本试验利用生命周期法研究了不同施氮量(150、225、300kgN·hm-2)对春玉米-晚稻轮作系统碳足迹的影响.结果表明:随着氮肥用量增加,两季作物生产过程中温室气体和碳足迹增加.在春玉米生产过程中,氮肥生产和施用引起的温室气体排放对碳足迹贡献最大,占36.2％ ～ 50.2％;而在晚稻生产中,甲烷的排放贡献最大,占42.8％ ～ 48.0％,并且随氮肥用量增加甲烷排放增加.当氮肥施用量减少25％(225 kgN· hm-2)和50％(150 kg N·hm-2)时,春玉米生产的温室气体排放分别下降了21.9％和44.3％,碳足迹分别下降了20.3％和39.1％;晚稻生产的温室气体排放分别下降了12.3％和20.4％,碳足迹分别降低了13.7％和l6.7％.氮肥减量对春玉米产量无显著影响,而晚稻产量在225 kgN· hm-2施肥量下最高.因此,春玉米氮肥用量降低至150kgN· hm-2和晚稻氮肥用量降低至225 kg N· hm-2不仅能够保持作物高产,而且还能大幅度降低作物系统的碳足迹.

明确小麦-夏直播花生(W-P)种植体系的主要碳排放环节,可为采取有效措施实现该体系高产与低碳排放的协同效益提供参考.本文依据全生命周期方法,构建碳足迹模型,并核算了山东省W-P种植体系生命周期碳排放.结果表明:山东省W-P种植体系的净收益较小麦-玉米(W-M)种植体系高71.2％～88.3％; W-P种植体系的单位面积碳排放达6977.9～8018.5 kg·hm-2,较W-M种植体系高6.2％,但单位净产值的碳排放为每元0.23～0.28 kgCO2-eq,较W-M种植体系低37.4％～44.1％.综合2种种植体系的净收益和单位净产值碳排放发现,W-P种植体系可以实现高产出与低碳排放的协同效益,符合优化供给、提质增效、农民增收的农业供给侧结构性改革目标.