黄淮烟区植烟前后农田碳足迹变化解析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0563

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (8): 90-97.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0563

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

黄淮烟区植烟前后农田碳足迹变化解析

张杨¹(), 杜玉海², 董小卫¹, 刘洋², 刘力玮³, 闫慧峰³, 孔德才¹()

¹ 山东中烟工业有限责任公司，济南 250014
² 山东潍坊烟草有限公司，山东潍坊 2612052
³ 农业农村部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院烟草研究所，山东青岛 266101

收稿日期:2024-08-26 修回日期:2025-01-18 出版日期:2025-03-15 发布日期:2025-03-14
通讯作者:
孔德才，男，1975年出生，山东济南人，农艺师，本科，主要从事烟叶原料开发方面的研究。通信地址：250014 山东省济南市历下区经十路11888号山东中烟工业有限责任公司，E-mail：13963916962@139.com。
作者简介:
张杨，男，1970年出生，山东枣庄人，高级农艺师，硕士，主要从事烟叶经营及烟叶基地建设。通信地址：250014 山东省济南市历下区经十路11888号山东中烟工业有限责任公司，E-mail：sdzy70@126.com。
基金资助:
山东中烟工业有限责任公司科技项目“山东基地两高一轻上部烟叶生产技术体系构建与示范”(202201018)

Analysis of Changes in Carbon Footprint of Farmland Before and After Tobacco Planting in Huang-Huai Tobacco Growing Region

ZHANG Yang¹(), DU Yuhai², DONG Xiaowei¹, LIU Yang², LIU Liwei³, YAN Huifeng³, KONG Decai¹()

¹ China Tobacco Shandong Industrial Co. Ltd, Jinan 250014
² Shandong Weifang Tobacco Co., LTD., Weifang, Shandong 261205
³ Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Tobacco Research institute of CAAS, Qingdao, Shandong 266101

Received:2024-08-26 Revised:2025-01-18 Published:2025-03-15 Online:2025-03-14

摘要/Abstract

摘要：

为探明黄淮烟区以烟为主农田碳排放特征，以田园综合体为基本研究单元，分析其在植烟前后农田生态系统碳足迹变化，明确主要碳排放环节，为以烤烟为种植结构主体的农田区域实现绿色低碳管理提供理论依据。本研究选取山东某地田园综合体，该田园综合体自2019年起，转变为以烟为主的田园综合体。通过对当地不同种植系统种植过程的原材料投入、农业管理措施、产量等要素进行问卷调查，利用生命周期法核算2018年和2020年农田生产的碳足迹及其组成。2020年单位面积经济效益为41548元/hm²，为2018年的3.2倍。2020年单位面积碳排放量为185.45 t/(hm²·a)，较2018年增加108%，单位面积碳汇量为548.9 t/hm²，较2018年减少30%；单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别下降48%和40%，碳生产效率和碳生态效率分别下降58%和75%，碳经济效率提高103%；烤烟种植体系单位面积碳排放量为119.40 t/(hm²·a)，是区域平均值的64%，碳汇量为98.8 t/(hm²·a)，是区域平均值的18%。烤烟种植是弱的碳活动种植体系，农田系统变更为以烤烟为种植主体后，整个区域的碳汇量减少，碳排放量增加，碳足迹降低。

关键词: 黄淮烟区, 烤烟种植, 田园综合体, 生命周期评价, 碳排放, 碳足迹, 黄淮烟区

Abstract:

To investigate the carbon emission characteristics of tobacco-dominant agricultural fields in the Huang-Huai region, this study took the rural complex as the basic research unit, and analyzed the changes in the carbon footprint of farmland ecosystem before and after tobacco planting. The main carbon emission links were identified, which could provide theoretical basis for the realization of green and low-carbon management in tobacco-dominated farmland areas. This study selected an agricultural complex in Shandong, which had transformed to a tobacco-dominant model since 2019. Through a questionnaire survey of raw material input, agricultural management measures, yield and other factors in the planting process of different local planting systems, the carbon footprint and composition of farmland production in 2018 and 2020 were calculated using the life cycle method. In 2020, the economic benefit per unit area reached 41548 yuan/hm², which was 3.2 times of that in 2018. Carbon emission per unit area in 2020 was 185.45 t/(hm²·a), with an increase of 108% compared with 2018, and carbon sink per unit area was 548.9 t/(hm²·a), with a decrease of 30% compared with 2018. Carbon footprint per unit area and carbon footprint per unit yield decreased by 48% and 40%, carbon production efficiency and carbon ecological efficiency decreased by 58% and 75%, and carbon economic efficiency increased by 103%. The carbon emission per unit area of flue-cured tobacco planting system was 119.40 t/(hm²·a), 64% of the regional average, and the carbon sink was 98.8 t/(hm²·a), 18% of the regional average. Flue-cured tobacco cultivation was a weak carbon active cropping system. After the farmland system was changed to flue-cured tobacco as the main planting system, the carbon sink of the whole region decreased, carbon emissions increased, and carbon footprint decreased significantly.

Key words: Huang-Huai tobacco area, tobacco-plant, rural complex, life cycle assessment, carbon emission, carbon footprint, Huang-Huai tobacco growing region

张杨, 杜玉海, 董小卫, 刘洋, 刘力玮, 闫慧峰, 孔德才. 黄淮烟区植烟前后农田碳足迹变化解析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(8): 90-97.

ZHANG Yang, DU Yuhai, DONG Xiaowei, LIU Yang, LIU Liwei, YAN Huifeng, KONG Decai. Analysis of Changes in Carbon Footprint of Farmland Before and After Tobacco Planting in Huang-Huai Tobacco Growing Region[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(8): 90-97.

图/表 8

参考文献 37

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项目		排放系数EF	参考文献
农资投入	化学氮肥	2.26 kg/kg	CHEN等^[5]
	磷肥	0.64 kg/kg	CHEN等^[5]
	钾肥	0.18 kg/kg	CHEN等^[5]
	有机肥	0.05 kg/kg	CHEN等^[5]
	农药	4.91 kg/kg	田云等^[21]
	农膜	0.68 kg/kg	CHEN等^[5]
能源投入	农机柴油	0.59 kg/kg	田云等^[21]
能源投入	人工	0.25 kg/d	张若焰等^[17]
田间管理	旱作	77.25 kg/hm²	田云等^[21]
	翻耕	312.6 kg/hm²	田云等^[21]
	灌溉	266.5 kg/hm²	段华平等^[3]
秸秆焚烧和初加工	烘烤用煤	0.7559 kg/hm²	张若焰等^[17]
	烘烤用电	0.92 kg/kWh	张若焰等^[17]
	秸秆焚烧	0.045 kg/kg	CHEN等^[4]

项目		排放系数EF	参考文献
农资投入	化学氮肥	2.26 kg/kg	CHEN等^[5]
	磷肥	0.64 kg/kg	CHEN等^[5]
	钾肥	0.18 kg/kg	CHEN等^[5]
	有机肥	0.05 kg/kg	CHEN等^[5]
	农药	4.91 kg/kg	田云等^[21]
	农膜	0.68 kg/kg	CHEN等^[5]
能源投入	农机柴油	0.59 kg/kg	田云等^[21]
能源投入	人工	0.25 kg/d	张若焰等^[17]
田间管理	旱作	77.25 kg/hm²	田云等^[21]
	翻耕	312.6 kg/hm²	田云等^[21]
	灌溉	266.5 kg/hm²	段华平等^[3]
秸秆焚烧和初加工	烘烤用煤	0.7559 kg/hm²	张若焰等^[17]
	烘烤用电	0.92 kg/kWh	张若焰等^[17]
	秸秆焚烧	0.045 kg/kg	CHEN等^[4]

作物	收获器官含碳量Cc_yield	茎秆含碳量Cc_straw	含水量r	经济系数H	参考文献
小麦	0.361	0.421	0.12	0.4	田云等^[21]；南学军等^[22]；LIAO等^[23]
玉米	0.485	0.421	0.13	0.4	田云等^[21]；苗惠田等^[24]；LIAO等^[23]
花生	0.426	0.403	0.1	0.43	田云等^[21]；全国农业技术推广服务中心^[25]；LIAO等^[23]
果树	0.42	0.46	0.11	9.68^*	田云等^[21]；阮建云等^[26]；刘健伟等^[27]
烤烟	0.432	0.458	0.16	0.486	GB2635^[28]；颜侃等^[29]；中国农业科学院烟草研究所^[30]；叶协锋等^[31]

作物	收获器官含碳量Cc_yield	茎秆含碳量Cc_straw	含水量r	经济系数H	参考文献
小麦	0.361	0.421	0.12	0.4	田云等^[21]；南学军等^[22]；LIAO等^[23]
玉米	0.485	0.421	0.13	0.4	田云等^[21]；苗惠田等^[24]；LIAO等^[23]
花生	0.426	0.403	0.1	0.43	田云等^[21]；全国农业技术推广服务中心^[25]；LIAO等^[23]
果树	0.42	0.46	0.11	9.68^*	田云等^[21]；阮建云等^[26]；刘健伟等^[27]
烤烟	0.432	0.458	0.16	0.486	GB2635^[28]；颜侃等^[29]；中国农业科学院烟草研究所^[30]；叶协锋等^[31]

	年份	小麦—玉米	春玉米	花生	果树	烤烟	区域平均
碳生产效率/(kg/kg)	2018	10.03	8.08	3.89	9.05	—	9.21
碳生产效率/(kg/kg)	2020	9.61	8.08	3.62	11.21	0.48	3.83
碳生态效率/(kg/kg)	2018	9.98	7.7	2.77	2.94	—	7.75
碳生态效率/(kg/kg)	2020	9.45	7.7	2.52	3.88	-0.18	1.94
碳经济效率/(元/kg)	2018	6.31	5.66	4.09	8.14	—	6.49
碳经济效率/(元/kg)	2020	5.77	4.85	3.8	17.93	13.85	13.22
碳强度/(t/万元)	2018	15.82	13.61	6.79	3.61	—	11.94
碳强度/(t/万元)	2020	16.4	15.88	6.63	2.16	-0.13	1.47

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