贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0706

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (20): 149-155.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0706

所属专题：生物技术；园艺

贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例

梁龙¹^,²(), 孙凯¹^,², 张昌柱³

¹贵州财经大学乡村振兴战略研究所,贵阳 550025
²贵州财经大学管理科学与工程学院,贵阳 550025
³贵州财经大学公共管理学院,贵阳 550025

收稿日期:2021-07-21 修回日期:2021-09-08 出版日期:2022-07-15 发布日期:2022-08-23
作者简介:梁龙,男,1973年出生,湖南郴州人,教授,博士,研究方向为泛生态学与可持续发展。通信地址：550025 贵州省贵阳市花溪区花燕路贵州财经大学管理科学与工程学院,E-mail： txws0109@126.com。
基金资助:
贵州省省级科技计划项目“构建碳足迹大数据推动贵州特色农业全产业链绿色发展研究”(黔科合基础(2020)1Z057);2021年新农科建设项目—“校企”+发展“特绿”功能农业及合作育人研究与示范(黔财教【2021】48号)

Energy Efficiency and Carbon Footprint Evaluation of Open-field Pepper Production in Guizhou Province ——A Case Study of Jinping County

LIANG Long¹^,²(), SUN Kai¹^,², ZHANG Changzhu³

¹The Strategy Research Institute of Rural Revitalization, Guizhou University of Finance and Economics, Guiyang 550025
²College of Management Science and Engineering, Guizhou University of Finance and Economics, Guiyang 550025
³College of Public Administration, Guizhou University of Finance and Economics, Guiyang 550025

Received:2021-07-21 Revised:2021-09-08 Online:2022-07-15 Published:2022-08-23

摘要/Abstract

摘要：

为探明贵州省调减玉米种植后改种辣椒经济作物的生态效益,本研究以锦屏县为例,基于对80个小农户及4家合作社的调查数据,采用生命周期评价法,对该地区辣椒生产的能量流和碳足迹进行定量评价。结果表明：（1）辣椒生产的能量输入为53431.8 MJ,远大于产出的9000 MJ,净能量效益为-44431.8 MJ;其中,化肥和农膜占有能量投入的最大比重,分别是53%和16%;能量利用效率、单位产品能量比和单位能量生产率分别为0.17、4.75 MJ/kg和0.21 kg/MJ;（2）碳足迹结果为碳排放大于碳固定分别是5450.9 kg CO₂eq和2227.3 kg CO₂eq;净碳效率(0.41)小于1,属温室气体排放贡献源;化肥生产运输环节和农作肥料施用环节对农田碳排的贡献最大分别为44.7%和32.07%;有机耗碳比、单位面积碳足迹、单位产品碳足迹和单位经济效益碳足迹分别为0.07、0.55 kg CO₂eq/m²、0.48 kg CO₂eq/kg、2.91元/kg CO₂eq。可见,在该地区,产业结构调整后辣椒种植存在潜在的生态风险。因此,优化农资投入结构,减少化肥施用,增加有机质投入占比,发展清洁能源,加强良种选育是今后锦屏县域辣椒生产提能效、减碳排,实现生产与生态共赢的关键。

关键词: 辣椒, 能量效益, 碳足迹, 减排增效, 生态效益

Abstract:

To evaluate the ecological benefits of the conversion of maize cultivation to pepper production in Guizhou Province, Jinping County was taken as an example. Based on the survey data of 80 small farmers and 4 cooperatives, the life cycle evaluation method was adopted to quantify the energy flow and carbon footprint of pepper production. The results showed that: (1) the energy input of pepper was 53431.8MJ, much more than the energy output of 9000 MJ, the net energy efficiency was -44431.8MJ; among which, fertilizer (53%) and agricultural film (16%) accounted for the maximum proportion of the energy input; energy utilization efficiency, energy ratio per product and unit energy production rate were 0.17, 4.75 MJ/kg, and 0.21 kg/MJ, respectively; (2) carbon footprint indicated that carbon emission was greater than carbon fixation, and the two were 5450.9 kg CO₂eq and 2227.3 kg CO₂eq/hm² respectively, the net carbon efficiency was (0.41) less than 1, and was the contributing source of greenhouse gas emissions; the maximum contribution of fertilizer production and transportation and agricultural fertilizer application to the farmland ecosystem were 44.7% and 32.07% respectively; organic carbon ratio, unit area carbon footprint, carbon footprint per product and unit economic benefit carbon footprint were 0.07, 0.55 kg CO₂eq/m², 0.48 kg CO₂eq/kg, 2.91 yuan/kg CO₂eq, respectively. So, in this region, there are potential ecological risks in pepper planting after the adjustment of agriculture industrial structure. Therefore, optimizing the input structure of agricultural materials, reducing fertilizer application, increasing the proportion of organic material investment, developing clean energy, and strengthening variety breeding are the key points to improve energy efficiency, reduce carbon emissions and achieve win-win results of production and ecology in pepper planting in Jinping.

Key words: pepper, energy efficiency, carbon footprint, emission reduction and efficiency increase, ecological benefits

中图分类号:

梁龙, 孙凯, 张昌柱. 贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 149-155.

LIANG Long, SUN Kai, ZHANG Changzhu. Energy Efficiency and Carbon Footprint Evaluation of Open-field Pepper Production in Guizhou Province ——A Case Study of Jinping County[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(20): 149-155.

图/表 5

参考文献 36

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投入产出要素	项目	单位	数值
A.投入	劳动力	d	375
	柴油	L	30
	复合肥	kg	1500
	机械	h	5
	叶面肥	kg	12
	有机肥	kg	3750
	地膜	kg	105
	农药	kg	10.5
	苗	株	34500
B.产出	鲜辣椒	kg	11250

投入产出要素	项目	单位	数值
A.投入	劳动力	d	375
	柴油	L	30
	复合肥	kg	1500
	机械	h	5
	叶面肥	kg	12
	有机肥	kg	3750
	地膜	kg	105
	农药	kg	10.5
	苗	株	34500
B.产出	鲜辣椒	kg	11250

碳排项目及指标	细分项目	数值	占比/%
A.碳排项目	农田直接碳排放	-	-
	劳动力	322.5 kg CO₂eq	5.92
	机械	16.6 kg CO₂eq	0.3
	柴油	99.6 kg CO₂eq	1.83
	施氮引起的碳排	1747.9 kg CO₂eq	32.07
	外源要素引起的间接碳排放	-	-
	氮肥生产运输	1867.5 kg CO₂eq	34.26
	磷肥生产运输	346.9 kg CO₂eq	6.36
	钾肥生产运输	224.5 kg CO₂eq	4.12
	有机肥	375 kg CO₂eq	6.88
	农药	189 kg CO₂eq	3.47
	农膜	261.5 kg CO₂eq	4.8
B.碳核算指标	碳排总量	5450.9kg CO₂eq	-
	碳固定量	2227.3 kg CO₂eq	-
	净碳效率	0.41	-
	有机耗碳比	0.07	-
	单位面积碳足迹	0.55 kg CO₂eq/m²	-
	单位产品碳足迹	0.48 kg CO₂eq/kg	-
	单位经济效益碳足迹	2.91元/kg CO₂eq	-

碳排项目及指标	细分项目	数值	占比/%
A.碳排项目	农田直接碳排放	-	-
	劳动力	322.5 kg CO₂eq	5.92
	机械	16.6 kg CO₂eq	0.3
	柴油	99.6 kg CO₂eq	1.83
	施氮引起的碳排	1747.9 kg CO₂eq	32.07
	外源要素引起的间接碳排放	-	-
	氮肥生产运输	1867.5 kg CO₂eq	34.26
	磷肥生产运输	346.9 kg CO₂eq	6.36
	钾肥生产运输	224.5 kg CO₂eq	4.12
	有机肥	375 kg CO₂eq	6.88
	农药	189 kg CO₂eq	3.47
	农膜	261.5 kg CO₂eq	4.8
B.碳核算指标	碳排总量	5450.9kg CO₂eq	-
	碳固定量	2227.3 kg CO₂eq	-
	净碳效率	0.41	-
	有机耗碳比	0.07	-
	单位面积碳足迹	0.55 kg CO₂eq/m²	-
	单位产品碳足迹	0.48 kg CO₂eq/kg	-
	单位经济效益碳足迹	2.91元/kg CO₂eq	-

贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例

Energy Efficiency and Carbon Footprint Evaluation of Open-field Pepper Production in Guizhou Province ——A Case Study of Jinping County

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投入产出要素	项目	单位	能量当量/MJ	参考文献	温室气体当量(CO₂eq)	参考文献
A.投入	劳动力	d	12.6	[26]	0.86	[15]
	机械	h	62.7	[27]	3.32	[29]
	柴油	L	44.5	[26]	3.32	[15]
	N	kg	92.02	[28]	8.3	[30]
	P₂O₅	kg	20.96	[28]	1.5	[30]
	K₂O	kg	13.13	[28]	0.98	[30]
	农药	kg	240	[28]	18	[28]
	农膜	kg	83.1	[26]	2.49	[28]
	有机肥	kg	—	—	0.1	[4]
B.产出	鲜辣椒	kg	0.8	[31]	—	—

指标	值
投入能量	53431.8 MJ/hm²
输出能量	9000 MJ/hm²
净能量	-44431.8 MJ/hm²
能量利用效率	0.17
单位产品能量比	4.75 MJ/kg
单位能量生产率	0.21 kg/MJ

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