【摘 要】
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中国农业发展正处于加快转变生产方式、强化发展质量导向的改革关键期。“十四五”规划纲要明确指出,要大力推进农业绿色转型,加强农业现代化发展。中国是全球最主要的稻米生产国,水稻种植面积广泛。水稻种植需要投入大量的生产资料,生产资料的生产和使用过程会产生大量的资源消耗和环境污染。探究水稻生产资料投入的环境影响和减排潜力对优化水稻种植方式,协调水稻种植与环境的关系具有重要意义。本研究以中国早籼稻、中籼稻、
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中国农业发展正处于加快转变生产方式、强化发展质量导向的改革关键期。“十四五”规划纲要明确指出,要大力推进农业绿色转型,加强农业现代化发展。中国是全球最主要的稻米生产国,水稻种植面积广泛。水稻种植需要投入大量的生产资料,生产资料的生产和使用过程会产生大量的资源消耗和环境污染。探究水稻生产资料投入的环境影响和减排潜力对优化水稻种植方式,协调水稻种植与环境的关系具有重要意义。本研究以中国早籼稻、中籼稻、晚籼稻及粳稻四种水稻产区为研究对象,基于2011-2020年各水稻产区的生产资料投入和产出数据,对水稻生产资料投入产生的环境影响进行量化评价,并测算水稻生产资料投入的生态效率与减排潜力,为推进水稻种植的增效减排实践及可持续发展提供一定科学参考。首先,采用生命周期评价法对2011-2020年各水稻产区生产资料投入系统的环境影响进行量化评价。结果显示,2020年中国四种水稻产区生产资料投入系统主要的环境影响类型是淡水生态毒性潜势、陆地生态毒性潜势、化石资源耗竭潜势和人类致癌毒性潜势。农药、柴油、种子和化肥(主要为氮肥和磷肥)是造成上述环境影响的主要生产资料类别。2011-2020年,四种水稻产区生产资料投入系统的环境影响综合指数均呈现出上升趋势,生产资料投入产生的环境影响均有不同程度增加。粳稻和早籼稻产区的环境影响综合指数始终较高,说明这两种水稻类型生产资料投入造成的环境影响更为严重。此外,四种水稻产区内部生产资料投入的环境影响亦存在一定的省际差异。其次,利用数据包络分析法对2011-2020年各水稻产区生产资料投入系统的生态效率进行评价分析。研究结果表明,2020年与2011年相比,全国四种水稻产区的生态效率均呈现出明显的下降趋势,说明各稻区环境投入与产出的组合水平都有不同程度的下降,其原因在于2020年四种水稻产区生产资料中种子、化肥、农药和柴油投入量相较于2011年有明显增加,而相应的水稻产量增幅并不显著。其中晚籼稻产区生态效率最优,中籼稻产区和早籼稻产区次之,粳稻产区生态效率始终偏低。各水稻产区内部的生态效率优势省份分别为:早籼稻产区(福建)、中籼稻产区(陕西、四川)、晚籼稻产区(湖北)、粳稻产区(辽宁)。最后,根据上述结果重点对2020年各水稻产区生产资料投入系统的减排潜力和生产资料减投量进行评价。研究结果如下:水稻生产资料投入系统的生态效率与减排潜力大体呈反向变化关系,即生态效率愈低的省份减排潜力相对愈大。就2020年而言,四种水稻产区减排潜力排名分别为:粳稻(0.2002)>早籼稻(0.1596)>晚籼稻(0.0874)>中籼稻(0.0437),早籼稻和粳稻减排空间大,中籼稻和晚籼稻减排空间相对较小。每亩水稻潜在的生产资料减投量分别为,早籼稻产区:种子 2.0505kg,化肥 9.7686kg、农药 1.2400kg、农膜 0.0962 kg、柴油 6.4182kg、电力5.0783kW·h;中籼稻产区:种子0.4051kg,化肥7.6262kg、农药0.7448kg、农膜0.0868 kg、柴油 3.5752kg、电力 12.1529 kW·h;晚籼稻产区:种子 0.8123kg,化肥 9.6625kg、农药 1.2917kg、农膜 0.0091 kg、柴油 5.1778kg、电力 10.5436 kW·h;粳稻产区:种子3.2560kg,化肥13.4108kg、农药1.5830kg、农膜0.1252 kg、柴油5.9378kg、电力51.4494kW·h。为实现上述减排目标,应在提高生产资料制造水平和利用效率方面加强改进。
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