不同蔬菜品种生产效益和碳效益评价

农 业资源与环境学报2016 年 1 月 第 33 卷 第 1 期： 92-101 January 2016Vol.33No.1： 92-101Journal of Agricultural Resources and Environmenthttp:/www.aed.org.cn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hm2，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 kghm-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 VegetablesJ. Journal of AgriculturalResources and Environment, 2016, 33（ 1） : 92-101.Evaluation of Production and Carbon Benefit of Different VegetablesHU 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 specificresults 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% oftotal carbon emissions, respectively;（ 3） There were positive correlations between N fertilizer and both carbon emissions and carbon footprint.In otherwords,higheruseofNfertilizerresultedinhighercarbonemissionsandcarbonfootprint;（ 4） Whenorganicfertilizersusereached122352kghm-2, the crop production could reach the maximum under organic mode. Under the mode of pollution-free production, when agriculturalchemicals input reached 20 103 yuanhm-2, leafy vegetable production could reach the maximum. Therefore, to increase production and reduce carbon emissions in the process of vegetable production, the main approach was to use organic mode, increase the quantity of organicfertilizer, instead of the use of inorganic N fertilizer and other agricultural chemicals and establish water-saving irrigation system for electricity 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: 1248384476qq.com* 通信作者： 文礼章 E-mail: weninsect123aliyun.com92 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn蔬菜生产模式Praduction pattern农场farm肥料平均用量 /kghm-2Fertilizer average dosage农药平均用量 /kghm-2Pesticides average dosage杀虫工具Insecticidal toolN 肥N fertilizerP2O5 肥P2O5fertilizerK2O 肥K2O 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 patternB 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（ 275120283406N， 11310241141458E）属亚热带季风湿润气候，雨量充沛，年平均气温 16.718.2 ，年日照时数1 4901 850 h，年降水量 1 4572 247 mm9。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 hm2，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 assessment, 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 20112013 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CO2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http:/www.aed.org.cn表 3 田间作业人工效率和机械消耗Table 3 The field operation manual and mechanicalconsumption efficiency田间作业field operation人工Artificial柴油Diesel oil电Electricity松土 Digging 0.333 m2min-1播种 Seedling 1 m2min-11.28 mmin-14 株 min-1间苗 Thinning 1.5 mmin-1施肥 Fertilization 1.5 株 min-1300 gmin-16.5 Lh-1耕地 Plow tillage 0.4 m2min-120.25 Lhm-2耙地 Harrowing field 24.45 Lhm-2做畦 Doing the strip 0.5 mmin-11 m2min-1定植 Engraftment 4 株 min-1装灯 Dighting 0.05 台 min-1防虫 Insect-resistant 2 片 min-1100 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 m2min-1灌溉 Irrigation 0.067 hm2h-11.5 kWh-1喷药 Spraying 666.7 gmin-1采收 Harvest 12 500 gh-1运输 Transport 0.2 Lkm-1切秆 Cutting the rod 16.2 Lhm-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=Wf-WdWf100%， W 为含水量， Wf 为湿重，Wd 为干重；经济系数计算公式：E=Ei Et ，E 为经济系数， Ei 为经济产量，Et 为生物量 。Note: The formula of water content: W=Wf-WdWf100%, W as moisture content, Wfas the wet weight, Wdas dry weight; Economic coefficient calculationformula: E=Ei Et, E for economic coefficient, Eifor economic output, Etfor 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 0.4513-14。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：Nc=Et-Ct（ 1）Et=ni = 1QiCi（ 2）Ct=ni = 1Cd=ni = 1CfDw=ni = 1CfYw（ 1-Wi） Hi（ 3）式（ 1）中， Nc表示碳足迹； Et表示碳排放； Ct表示碳吸收 。式（ 2）中， Qi为物质或活动的数量或强度数据； Ci为单位碳排放因子（每个单位的 CO2当量）；i 为第 i 种农作物的种类 。式（ 3）中， Cd为某种作物对碳的吸收量； Cf为作物的碳吸收率，无量纲； Dw为生物产量（干物质）； Yw为经济产量； Wi为作物的含水94 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn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 kgCekg-1文献 15杀虫剂 Insecticide 5.1 kgCekg-1文献 15除草剂 Herbicides 6.3 kgCekg-1文献 15N 肥 N fertilizer 1.74 kgCekg-1文献 16P2O5 肥P2O5fertilizer 0.165 kgCekg-1文献 17K2O 肥 K2O fertilizer 0.120 28 kgCekg-1文献 17N 肥引起的土壤温室 N fertilizer caused greenhouse soil 2.384 kgCekg-1文献 18-19农膜 Plastic sheeting 0.68 kgCekg-1文献 20厩肥 Manure 0.027 kgCekg-1文献 15种子 Seeds 1.18 kgCekg-1文献 21电力 Power 0.994 4 kgCekWh-1文献 22柴油 Power 0.94 kgCekg-1文献 15秸秆 Straw 1.0 kgCekg-1文献 19劳力 Labor 0.86 kgCe人-1d-1文献 19水泵 Pumps 6.2 kgCekg-1文献 19太阳能杀虫灯 Solar insecticidal light 213.07 kgCe台-1文献 23-24杀虫板 Insecticidal board 1.553 kgCekg-1文献 25铁制农具 Iron tools 4.3 kgCe把-1文献 26项目 Item率； Hi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 921145 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 kghm-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 82806260 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 18 347.568 023.5 kghm-2之间，平均达到 41 719.1 kghm-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 21 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 kghm-2时，作物产量最大，而目前平均有机肥用量为 46 909kghm-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http:/www.aed.org.cn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 meansd, and followed by the same letter in the same column indicate no significantly difference at 0.05 level by Duncansmultiple 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-2The cost of production产量 /kghm-2Output投入产出比Input and output ratio碳排放 /kghm-2Carbon emissions碳吸收 /kghm-2Carbon sequestration碳足迹 /kghm-2Carbon footprint黄瓜 Cucumber 145 9764 582g 105 3854 490a 1.0790.304cd 6 050.21 157.6a 1 350.21 157.5c 4 7001 160a苦瓜 Bitter melon 92 58311 607e 47 9622 327c 0.7980.323bc 5 916.11 027.0a 1 105.853.6cd 4 810.4994.7a豆角 Beans 74 32413 539c 36 6144 230d 0.8590.282bc 3 061.6660.7de 1 608.3185.8b 1 453.3515.0c莴笋 Lettuce 72 89541 539c 45 5722 931cd 1.0860.248cd 3 902.2651.3c 935.460.2d 2 966.9685.6b苋菜 Amaranth 45 921614a 37 1562 873d 0.2460.021a 3 191.9463.1de 2 652.2205.1a 539.7296.5d茄子 Eggplant 111 50712 981f 72 58327 447b 1.2290.614d 5 050.2900.9b 1 831.3692.5b 3 218.81 355.9b青椒 Greenpepper 64 0204 899b 35 8132 359d 0.6910.164b 3 655.9706.4cd 1 642.2108.2b 2 013.7679.6c萝卜 Radish 83 4543 025d 68 8594 679b 1.0670.207cd 2 260.4395.7e 1 711.7116.3b 548.6504.7d平均 Average 86 33530 190 56 24325 019 0.8820.419 4 136.31 506.6 1 604.6557.1 2 531.71 778.9图 1 农用化学品与产量的关系Figure 1 The relationship between agricultural chemicals and yield5 000 10 000 15 000 20 000 25 00055 00050 00045 00040 00035 00030 000农用化学品投入 /元 hm-2产量/kghm-2Y=-（ 4.375E-5） X2+1.759X+28 454.724R2=0.735 F=20.76 P0.001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-2The cost of production产量 /kghm-2Output投入产出比Input and output ratio碳排放 /kghm-2Carbon emissions碳吸收 /kghm-2Carbon sequestration碳足迹 /kghm-2Carbon footprint黄瓜 Cucumber 260 9812 568a 68 023.54 213.1a 0.1530.08b 4 549.560.00f 871.553.98d 3 678.0353.98a苦瓜 Bitter melon 175 6083 406c 39 016.42 129d 0.180.06c 3 820.450.32e 932.1324.6d 2 888.3324.6b豆角 Beans 145 1592 394d 30 429.2540e 0.1910.00cd 2 551.425.07a 1 336.6423.71c 1 214.7820.44f莴笋 Lettuce 127 7555 618e 46 6641 982.4c 0.1100.02a 3 547.76219.49d 957.8240.69d 2 589.95179.26c苋菜 Amaranth 82 8063 071g 18 347.52 335.1f 0.1820.16c 3 477.649.29d 1 309.63166.68c 2 168.43120.13d茄子 Eggplant 218 4805 029b 60 303.23 143.4b 0.1450.04b 3 411.3940.05cd 1 521.4879.31b 1 889.964.2e青椒 Greenpeppers 180 2114 159c 50 6262 599.5b 0.1430.04b 2 828.9557.66b 2 364.0384.53a 464.9139.55g萝卜 Radish 102 7901 241f 20 343.5750f 0.2020.05d 3 316.712.11c 505.718.65e 2 81117.42b平均 Average 161 72457 383 41 719.117 364 0.1630.03 3 437.98582.9 1 224.87540.0 2 213.17976.5图 2 有机肥与产量的关系Figure 2 The relationship between organic fertilizer and yield产量/kghm-220 000 40 000 60 000 80 000 100 000有机肥用量 /kghm-280 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000Y=-（ 5.476E-6） X2+1.340X-7 010.812R2=0.728 F=28.142 P0.00196 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn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1.00.80.60.40.20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539.74 810.4 kghm-2之间（表 5），平均达到 2 531.7kghm-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 8702 040kghm-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 kghm-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 464.93 678.03 kghm-2之间，平均碳足迹仅为 2 213.17 kghm-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 kghm-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、Westand 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 kgCekg-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http:/www.aed.org.cn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1.00.80.60.40.20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 emission0 200 400 600 800 1 000 1 200N 肥用量 /kghm-28 0007 0006 0005 0004 0003 0002 0001 000碳排放量/kghm-2Y=6.082X+754.134R2=0.944 F=1 171.6 P0.001图 6 农用化学品与碳排放的关系Figure 6 Th