中国饲料作物环境影响的区域差异及环境改善措施研究

摘要

农业污染治理一直以来都是各方关注的重点,畜牧业污染物排放是农业污染的重要来源,其中,畜禽饲料作物生产过程造成的环境问题也不容忽视.本研究以此为切入点,运用生命周期评价法(LCA)对我国玉米、小麦和青饲玉米三种饲料常用作物的资源消耗和环境影响进行了分析,定量评估了能源消耗(EU)、土地利用(LU)及水资源消耗(WU)、全球变暖(GWP)、环境酸化(AP)和水体富营养化(EP)的影响,分析了三种饲料常用作物环境影响的地域差异,探究了饲料作物生产过程中的环境改善措施,为减少我国玉米、小麦和青饲玉米三种饲料常用作物生产过程中的环境问题提供依据.主要研究结果为: (1)生产单位质量玉米、小麦麸皮和青饲玉米的环境影响和资源消耗大致表现为:玉米＞小麦麸皮＞青饲玉米. (2)我国玉米、小麦麸皮种植区域间的资源消耗和环境影响存在区域差异.EU、WU、GWP、AP和EP在玉米生产过程中表现为北部春播玉米区＞西北灌溉玉米区＞其他玉米种植区域,在小麦麸皮生产表现出明显的南北差异,北方小麦主产区(西北春小麦区＞新疆冬春麦兼播区＞其他北方小麦种植区域)＞南方小麦主产区;而玉米和小麦的LU均表现为西南主产区最高.青饲玉米生产中的资源消耗和环境影响表现为内蒙古和新疆＞其他主产区. (3)三种饲料常用作物环境影响最严重的生产环节为氮肥施用和化肥生产,以及华北和西北地区的灌溉环节,三种化肥生产和使用对环境的影响程度为:氮肥＞磷肥＞钾肥.全球变暖、环境酸化和富营养化三种环境影响对应的主要影响污染物分别为:GWP(CO2、N2O),AP(NH3、SO2),EP(NH3、NO3-和PO43-),氮肥施用带来大量NH3、NO3-、N2O排放,化肥生产是CO2、SO2和PO43-的主要来源,华北、西北主产区灌溉环节也造成较高的CO2和SO2排放. (4)施肥优化可使饲料作物生产EU、GWP、AP和EP得以下降,但对WU改善不明显.合理灌溉可明显使EU、WU、GWP和AP呈现下降,节水灌溉减少了WU,但二者对EP改善均不明显;滴灌和喷灌均使部分地区的EU、GWP和AP有所增加,但喷灌的增幅小于滴灌,且喷灌对于灌溉电耗高的地区可实现环境改善.由于本研究未考虑优化施肥和灌溉的增产情况,故LU基本不变. 总之,我国玉米、小麦和青饲玉米三种饲料作物的资源消耗和环境影响存在区域差异,通过因地制宜地优化施肥与灌溉可以改善部分环境问题.

目录

第一章 引言

1.1 研究背景及意义

1.2生命周期评价（LCA）概述

1.3生命周期评价（LCA）在农业领域的研究进展

1.3.1农业LCA方法理论研究进展

1.3.2农业LCA应用分析研究进展

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

第二章 材料与方法

2.1研究对象概况

2.2研究数据来源

2.3研究方法

2.3.1目标定义及系统边界确定

2.3.2清单分析

2.3.3影响评价

第三章 饲料作物生产的环境影响区域差异分析

3.1.1全球变暖潜值

3.1.2酸化潜值

3.1.3富营养化潜值

3.1.4不同污染物对环境影响的贡献

3.2.1全球变暖潜值

3.2.2酸化潜值

3.2.3富营养化潜值

3.2.4不同污染物对环境影响的贡献

3.3.1全球变暖潜值

3.3.2酸化潜值

3.3.3富营养化潜值

3.3.4不同污染物对环境影响的贡献

3.4饲料作物生产资源消耗

3.4.1饲料作物生产能源、土地及水资源消耗分析

3.4.2饲料作物生产不同环节能源消耗贡献

3.5本章小结

第四章 饲料作物生产优化措施的环境改善潜力

4.1.1饲料作物氮磷钾肥优化配施数据来源

4.1.2优化施肥改善环境影响的潜力

4.2.1我国饲料作物需水量的区域差异

4.2.2合理灌溉改善环境影响的潜力

4.2.3节水灌溉设施改善环境影响的潜力

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录

致谢

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