种养结合农业的碳计量、排放机制与减排潜力研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 徐岩 |
| 答辩日期 | 2023-12 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 欧阳竹 ; 李静 |
| 关键词 | 种养结合 碳排放 小农户 规模化农场 减排优化 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 确保全球粮食安全和环境可持续性取决于世界亿万农户和农场的贡献。当前粮食系统碳排放量已达到全球总量的30%，农业集约化导致作物和畜牧生产脱节，作物增产依赖氮肥投入，畜禽养殖依赖工业化饲料。种养结合农业作为农业绿色低碳发展模式，通过提高农场和地区的生产力和资源利用效率，为农业高质量发展提供思路。准确进行农业生产碳计量是目前的研究难点，同时种养结合农业系统结构-生产过程与碳减排协同机制不清。因此，本研究以我国主要农业区的小农户与规模化农场为案例，针对我国主要种养结合模式（粮-草-畜结合），通过构建与发展本地化农业碳计量方法，对不同尺度的种养结合农业碳排放进行准确评估，识别种养结合关键环节，解析农户和农场的碳排放链条及异质性效应；综合考虑自然与经济社会要素，建立影响机制解析模型，对碳排放及农业活动的关键影响因子和路径进行定量阐释；并结合未来农业发展情景，提出种养结合农业减排优化路径。主要研究结果如下： （1）建立我国典型农区种养结合农业生产异质性数据库，识别种养结构和类型，以及子系统的农畜产出全过程，科学界定种养结合系统边界，选取碳排放强度功能单位，实现了碳排放参数库的本地化，构建了适宜多畜种和作物组合的种养结合农业碳排放计量方法。进行了不同种养结合农业的5 大农业生产环节和20 个农业生产类型的全生命周期碳排放核算及全链条碳流动特征解释。 （2）我国小农户平均碳排放强度为190.02 kg CO2 eq/100 USD，种养完全结合农户为178.46 kg CO2 eq/100 USD，降低6.08%；比不完全结合农户（216.76 kgCO2 eq/100 USD）降低17.67%。种养结合农户在商品饲料投入、粪污管理等养殖端排放强度降低29.11%，但种植端排放强度增加45.10%；其化肥投入强度增加17.64%，化肥投入的差异是造成农户间碳排放差异的主要原因。 （3）我国规模农场平均碳排放强度为288.56 kg CO2 eq/100 USD，种养完全结合农场为244.40 kg CO2 eq/100 USD，降低15.30%；比不完全结合农场（249.49kg CO2 eq/100 USD）降低5.36%。种养结合农场在商品和自产饲料投入、粪污管理等养殖端排放强度降低22.61%，种植端实现了农家肥对化肥的33.43%替代，减少了31.68%的排放。自产饲料和粪污还田的差异是造成农场间碳排放差异的主要原因。 （4）土地规模的增加将减少农户氮肥投入；包括补贴在内的社会经济发展水平和其他投入的提高将促进农户氮肥投入的增加。社会经济发展将降低农场饲料自给率。农场猪地比代表的农场结构提高时，农场内农田无法满足饲料需求和承载全部粪污，因此降低饲料自给率和粪污自还田率。 （5）情景模拟结果显示，氮肥减量后，粮食种植碳排放可降低14.86%-42.01%，优化种养结合水平后，畜禽养殖碳排放可降低5.08%-10.78%。最优情景下，我国主要种养系统的碳排放总量可从2275.65 Tg CO2 eq 降低至1912.90 TgCO2 eq。农户和农场生产碳排放占比为26.18%和73.82%，削减潜力为25.50%和12.55%。 综上，本研究通过发展适宜多畜种和作物组合的本地化种养结合农业碳排放计量方法，对代表性农户和农场进行逐一碳核算，定量分析了我国“多元作物种植-畜禽养殖-废弃物资源化-还田”种养结合农业的碳排放特征，解析了农户和农场的碳排放链条及异质性效应。综合考虑自然和社会经济要素，结合结构方程建模，定量阐释了种养结合农业碳排放的影响机制，估算了我国种养结合农业减排优化潜力。研究结果对深化农业生产的绿色减排机制有重要意义，为优化我国农业生产模式提供了科学依据。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 162 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209256]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐岩. 种养结合农业的碳计量、排放机制与减排潜力研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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