农产品生命周期环境影响评价模型与优化方法研究

针对以往农业环境影响评价忽视上下游环节的资源环境影响和当前农产品生命周期评价中一些影响类型的评价方法不成熟等问题，基于农业的多功能特征和集约化农业资源环境影响特征，系统研究农产品生命周期评价的理论框架与方法体系，建立面向LCA的生命周期清单分析数据库，综合运用系统分析、定位观测、模型模拟和统计分析等方法建立农产品生命周期评价方法，重点研究集约化农产品生产体系中化肥、农药投入和水土资源利用等生产环节的影响评价方法。选择太湖流域稻麦作轮体系为典型研究对象，分析稻麦轮作体系生命周期主要环境影响类型及其产生的关键环节，比较不同耕作管理措施下生命周期环境影响的差异。结合统计分析和情景模拟等方法以及GIS技术，建立基于LCA的农产品生命周期环境管理优化决策模型，以武进区雪堰镇为例进行全过程、多尺度优化管理研究，旨在为实施农产品全程环境管理和建立资源节约、环境友好型农产品生产体系提供技术基础和决策依据。

本项目系统研究了农产品生命周期评价理论框架、清单分析方法、环境影响评价模型以及环境绩效优化方法，项目完成情况及取得的成果概述如下：第一，研究建立了包含农产品农资生产、作物种植、加工销售、废物处理等子系统，以单位产品和单位面积为功能单元，基于定位观测、模型模拟和统计分析进的清单分析方法、纳入10种环境影响类型的农产品生命周期评价技术框架。第二，基于农田生态系统碳、氮、磷平衡和农药衰减过程的农作物种植环境排放清单分析方法，在此基础上分别建立了化肥、农药和土地利用的生命周期评价模型，该方法与模型考虑了种植管理措施和自然条件因素对农田环境排放的影响，较好地解决了以往农作物种植清单分析简单采用排污系数法存在的问题，可用于区域和农田尺度的农产品、农作物以及农用地利用的生命周期环境影响评价和环境可持续性评价。第三，调查了太湖流域水稻、华北平原冬小麦和夏玉米耕作管理措施，对太湖流域典型水稻田和蔬菜地氮磷流失进行了定位观测，建立了水稻、小麦和玉米等3大粮食作物典型耕作管理措施的生命周期资源消耗与环境排放清单，并进行了生命周期环境影响评价，结果表明，农产品集约化生产体系生命周期环境影响类别主要是富营养化和酸化，主要产生于肥料尤其是化学氮肥过度投入导致的农田养分流失。第四，建立了敏感性分析与情景分析相结合的农产品生命周期环境影响优化方法，重点从农作物耕作管理措施优化和农业产业链条优化两个途径进行了优化方法和实例研究。针对农作物耕作管理措施优化途径，以常规施肥为参照对照，评估了典型区小麦、玉米测土配方施肥项目的环境效益，指出测土施肥项目较好地实现了其示范推广与辐射作用，使项目区农户施用逐渐趋于理性，显著减缓了氮肥使用的环境影响，而磷肥环境影响还存在进一步减缓的潜力。针对农业产业链条优化途径，以甘薯为例，把研究范围扩展到了产后加工利用环节，评估了基于甘薯的燃料乙醇生命周期能耗与环境绩效，结果表明甘薯乙醇生命周期能效较高，可以生产净能源，但也产生了较高的富营养化和酸化潜力，调整乙醇转换环节的能源结构和控制甘薯种植环节的氮磷流失可显著提高甘薯乙醇的能效并降低其环境影响。项目组在国内外学术期刊上发表论文17篇，其中SCI检索4篇，EI检索6篇，完成了本项目预期目标和任务。

内容获取失败，请点击重试