基于碳足迹视角的湖北省蔬菜生产可持续发展探讨

胡世霞，向荣彪，董俊，齐振宏*

（1. 华中农业大学经济管理学院，湖北 武汉 430070；2. 华中农业大学资源与环境学院，湖北 武汉 430070；3. 长江大学研究生学院，湖北 荆州 434025）

基于碳足迹视角的湖北省蔬菜生产可持续发展探讨

胡世霞1，向荣彪2，董俊3，齐振宏1*

（1. 华中农业大学经济管理学院，湖北 武汉 430070；2. 华中农业大学资源与环境学院，湖北 武汉 430070；3. 长江大学研究生学院，湖北 荆州 434025）

在温室气体的累积排放导致全球增温趋势明显，人类生存面临挑战的气候环境条件下，研究蔬菜生产碳足迹，对于控制蔬菜生产温室气体排放，缓解气候变化与蔬菜生产可持续发展的矛盾具有积极意义。基于IPCC国家温室气体清单指南，运用过程生命周期评价法、动态评估及多元回归分析，对湖北省2003-2013年蔬菜生产系统碳足迹进行了核算。结果表明，湖北省蔬菜生产系统碳足迹由2003年的116.05万tCE增长到2013年的142.81 万tCE，增加了23.06%。各生产投入品温室气体排放碳足迹排在前3位的为肥料、农药和排灌电能，分别占总排放碳足迹的58.07%、18.47%、9.03%。2003-2013年土地利用碳强度保持在0.97-1.29 tCE/hm2；单位产量碳强度从2003年的37.06 kgCE/t提高到39.91 kgCE/t，收益碳强度从2003年的0.10 kgCE/元降低到2013年的0.02 kgCE/元；碳生态效率从2003年的1.87降低到2013年的1.73。多元回归分析表明，湖北省蔬菜生产系统温室气体排放碳足迹与肥料用量、农药使用量、排灌电能三者间存在显著的线性相关，其相关性分别为0.571、0.341和0.228。根据分析结果，提出了强化科学施肥力度，提高土地规模化经营水平；推广生物防治，建设绿色防控体系；推广节水灌溉技术等可显著减少温室气体排放的策略。

蔬菜生产系统；碳足迹；过程生命周期法；动态评估；多元回归分析；可持续性发展

胡世霞， 向荣彪， 董俊， 齐振宏. 基于碳足迹视角的湖北省蔬菜生产可持续发展探讨［J］. 农业现代化研究， 2016， 37（3）: 460-467.

Hu S X， Xiang R B， Dong J， Qi Z H. The sustainable development of vegetable production system from the carbon footprint perspective in Hubei Province［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（3）: 460-467.

自工业革命以来，随着全球经济迅猛发展和生产生活方式的转变、温室气体大量排放，导致的全球气候变暖已成为威胁人类生存和发展的一大难题。过去近160年全球历史累计温室气体排放量为345 PgC（1 PgC=10亿 tC）［1］。20世纪50年代以来，CO2、CH4和N2O的大气浓度分别比工业化以前增加了大约26%、148%和8%［2］。据联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第五次评估报告，2010 年世界农林业温室气体排放 12.00 Gt CO2eq，占人类活动总排放的24.00%［3］。近年来，全球人类活动造成的温室气体排放量已达有史以来的最高水平，这“极有可能”是导致不断加剧的气候变化事件的主要原因［4］。2009年中国已成为全球温室气体排放量较大的国家，排放总量占全世界的23%［5］。我国的农业源温室气体排放占全国温室气体排放总量的17%，高于世界平均水平［6］。其中CH4和N2O分别占全国CH4和N2O排放总量的50.15%和92.47%［7］。农业领域已成为继能源之后的第二大温室气体排放源，发展低碳农业已成为当务之急。

湖北省地处亚热带，种植蔬菜具有得天独厚的优势，常年种植蔬菜稳定在114.5万hm2左右，仅次于粮食、油料种植面积。2013年蔬菜产量为3 578.3 万t，居种植业的第一位，总产值1 061.9亿元，占全省农业总产值的20%，占种植业产值的38%以上，蔬菜生产已成为全省农业发展的支柱产业。然而，由于片面追求蔬菜产量的提高，大量施用化肥、农药，使CO2等温室气体的排放急剧增加，已成为农业生态环境的严重问题，制约着蔬菜生产可持续发展。因此，研究湖北省蔬菜生产碳足迹对于促进湖北省蔬菜生产乃至农业可持续发展具有重要意义。

目前，理论界从不同角度研究了碳足迹的定义、计算方法，并常常采用工业、交通、建筑、医疗卫生等方面案例进行了实证研究，使碳足迹研究有了一定的进展［8］。农业由于碳排放过程比较复杂，对其碳足迹的研究比较少，并且集中在农田生态碳足迹和水稻、玉米、小麦等农作物品种碳足迹研究上［9-10］，对蔬菜生产碳足迹研究则是廖若晨星，尚未形成比较成熟的研究方法。为了弥补这一缺憾，本文根据IPCC国家温室气体清单指南及国家统计数据，运用过程生命周期评价法结合系数法，对2003-2013年湖北省蔬菜生产系统的碳足迹进行核算和评估，以图客观评价湖北省蔬菜生产对温室气体排放的影响，为指导湖北省蔬菜生产低碳发展提供科学依据，促进湖北省蔬菜生产可持续健康发展。

1 研究方法

1.1 过程生命周期法

碳足迹已被广泛用于农业生产温室气体排放的核算，现有三种不同但相关的核算方法：生命周期评价法（Life-Cycle Assessment，LCA）、投入产出分析法（Input-Output Analysis，IOA）和混合生命周期评价法（Hybrid LCA）［11］。最为典型的碳足迹过程生命周期分析法由英国Carbon Trust机构提出［12］。该方法首先通过基本流程图详细描述全生命周期涉及的所有活动和原料，再根据实际情况明确碳足迹计算系统边界，收集边界内活动、原料和温室气体排放因子的原始及次级数据，建立全质量平衡方程计算生命周期各环节的碳足迹，最后复核优化。

过程生命周期法是基于生命周期评价理论提出的关于生产碳足迹计算的方法，该方法以生产过程分析为出发点，根据生命周期清单，从生命周期的视角分析温室气体排放的整个过程。该方法由于考虑了产品生命周期过程中所有活动相关的温室气体排放，能够更全面深入地分析温室气体排放的本质过程，因此可以科学合理地实现碳足迹的评估。

蔬菜生产碳足迹包括播种前的土地整理温室气体排放碳足迹，播种及移栽后的田间生产与管理温室气体排放碳足迹，蔬菜收获后的储藏、运输、销售的温室气体排放碳足迹。本文对蔬菜生产碳足迹的评估就是通过过程生命周期法对蔬菜生命周期内温室气体排放进行核算和评估。

1.2 系统边界的设置［13］

首先将蔬菜生产过程中所涉及到的所有生产流程列出。本文将蔬菜生产流程按照“产前—产中—产后”的顺序进行划分（图1），产前包括土地整理以及农资的准备，主要包含人工及机械作业的投入；产中包括栽培、病虫害防控、施肥及浇水等，主要包含电能、化肥、农药和人工的投入；产后包括蔬菜的收获、储藏和运输，主要包含收获、储藏和运输过程中的人工、电能及机动车辆消耗柴油。考虑数据的可获得性，本研究忽略了蔬菜生产过程中不同种子投入引起的温室气体排放碳足迹以及消费者购买蔬菜产品的交通温室气体排放碳足迹等。

图1 蔬菜生产流程图Fig. 1 Flow chart of the vegetable production system

1.3 碳足迹评价指标

农业碳足迹的评价指标包括碳强度指标和碳效率指标，碳强度指标主要包括土地碳强度、产量碳强度、收益碳强度；碳效率指标主要包括碳生态效率、碳生产效率和碳经济效率［14-16］。由于产量碳强度和碳生产效率、收益碳强度和碳经济效率均互为倒数，可看作是具有不同极性的同一指标，因此本文仅选择土地碳强度、产量碳强度、收益碳强度和碳生态效率4项指标对蔬菜生产系统的碳足迹进行评价。本文将温室气体排放碳足迹均折算为二氧化碳当量（CE）。

1.4 碳足迹核算方法

蔬菜生产投入碳足迹，即蔬菜生产系统各环节物质、能源及人工投入产生的温室气体排放碳足迹，估算公式为：

式中：E表示蔬菜生产系统中的总温室气体排放碳足迹；Ei表示蔬菜生产系统各生产环节的温室气体排放碳足迹；Ep、Eir、Epc、Ef、Epe、Eaf分别表示蔬菜生产过程中人工劳动力、排灌电能、机械作业、肥料、农药、农膜等消耗产生的温室气体排放碳足迹。各生产环节温室气体排放碳足迹等于生产投入量乘以相应的温室气体排放系数。

蔬菜生产产出碳足迹计算方法为：

式中：C表示蔬菜光合作用碳汇的碳足迹；s表示光合作用的碳吸收率，定义为蔬菜通过光合作用合成单位有机质所需要吸收的碳当量；Y为蔬菜的经济产量（kg），表示蔬菜在整个生长期内所产生的可以用来出售的部分有机体的重量；θ为蔬菜含水比率，表示蔬菜含水量占整个生物体重量的比重；HI为作物的经济系数，表示蔬菜的经济产品产量占整个生长期内光合作用合成有机物总量的比重。

净碳足迹计算方法为：

式中：F为净温室气体排放碳足迹，衡量总温室气体排放碳足迹中扣除光合作用碳汇足迹后的净值。

1.5碳足迹评价方法c

土地碳强度表示单位土地面积上蔬菜种植产生的温室气体排放碳足迹，计算公式为：

式中：β为土地碳强度（tCE/hm2）；H为土地面积（hm2）。β值的大小表示蔬菜生产系统使用单位土地面积所产生的温室气体排放的多少。

产量碳强度表示每生产1 t蔬菜产生的总温室气体排放碳足迹。计算公式为：

式中：γ为产量碳强度（kgCE/t）。γ值的大小表示蔬菜生产系统生产单位产量的蔬菜所产生的温室气体排放碳足迹的多少。

收益碳强度表示每元收益的碳代价，用于评价蔬菜生产的碳效益，估算公式为：

式中：l为收益碳强度（gCE/元），I为总产值（元）。l越大表明该生产系统单位经济收益下温室气体排放碳足迹越高。

碳生态效率，定义为蔬菜生产光合作用碳汇除以蔬菜生产系统各环节物质、能源及人工投入产生的温室气体排放碳足迹，计算公式为：

式中：α为碳生态效率。若0≤ α ＜1，则蔬菜生产系统中的温室气体排放碳足迹大于光合作用碳汇足迹，说明蔬菜生产对生态环境具有负向性；若α=1，温室气体排放碳足迹等于光合作用碳汇足迹，则说明蔬菜生产对生态环境是中性的；若α＞1，则表明温室气体排放碳足迹小于光合作用碳汇足迹，说明蔬菜生产对于生态环境是正向的，有利于提高碳汇的储存。

1.6 参数确定

基于《2006年国家温室气体清单指南第四卷农业、林业与其他土地利用》，农业生态系统排放的温室气体主要是CO2、CH4和N2O。通常将温室气体排放分为直接温室气体排放和间接碳排放，文中直接温室气体排放包括柴油（化石能源）燃烧和劳动者呼吸作用产生的温室气体，间接碳排放包括化肥、农药、农膜和电力的生产过程中消耗化石能源产生的CO2。文中将温室气体CO2、CH4和N2O均进行标准化，CO2的温室效应值GWP为1；CH4的GWP值为34；N2O的GWP值为298［3］。温室气体排放系数和光合作用碳汇计算相关参数见表1。

表 1 温室气体排放系数和光合作用碳汇计算公式相关参数Table 1 Parameters used for the estimation of carbon emissions and carbon sequestrations through photosynthesis

1.7 数据处理及统计分析

数据采用Excel软件进行描述性统计分析，运用SPSS软件进行多元回归分析，分析蔬菜生产过程中总温室气体排放碳足迹与生产各环节要素投入品（人工劳动力投入、排灌电能投入、农机柴油投入、肥料投入、农膜使用、农药使用）之间的关系。

1.8 数据来源

本研究中碳足迹相关指标基本数据中，蔬菜播种面积、蔬菜总产量及蔬菜总产值等数据直接来自于《湖北统计年鉴》（2003-2014）；农业生产过程中劳动力投入、农药农膜投入、化肥施用、排灌电能使用及柴油消耗等数据来自于《湖北农村统计年鉴》（2003-2014）、《全国农产品成本收益资料汇编》（2003-2014年），本文蔬菜生产相关数据经过科学合理计算后得出。

表2 蔬菜生产系统碳足迹Table 2 Carbon footprint in the vegetable production system

2 结果与分析

2.1 湖北省蔬菜生产系统投入碳足迹分析

湖北省蔬菜生产系统的碳足迹从2003年的116.05万tCE增长到2013年的142.81万tCE，增加了23.06%（表2）。其中柴油和电能温室气体排放碳足迹增加较大，分别增长79.77%和60.39%；肥料和农药温室气体排放碳足迹分别增长19.87%和16.57%。人工温室气体排放碳足迹增长7.73%。农膜温室气体排放碳足迹从2003年的0.77万tCE降低到2013年的0.69万tCE，下降10.39%，呈现明显下降的趋势。

从蔬菜生产各项投入温室气体排放碳足迹所占比例变化来看，从大到小的顺序依次为肥料、农药、电能、人工、柴油和农膜。其中肥料、农药、电能和农膜等来自工业的投入品所产生的间接碳排放碳足迹占总温室气体排放碳足迹的86.06%，人工和柴油投入产生的直接温室气体排放碳足迹占13.94%。各生产投入品温室气体排放碳足迹排在前3位的为肥料、农药和排灌电能，分别占总温室气体排放碳足迹的58.07%、18.47%和9.03%。肥料和农药投入产生的温室气体是蔬菜生产温室气体排放的最主要原因。

2.2 湖北省蔬菜生产系统碳足迹评价

2003-2013年光合作用碳汇足迹总体呈稳定增长的趋势，由216.8万tCE增长到247.73万tCE（表3），增长14.26%。此外，净温室气体排放碳足迹为负值，说明温室气体排放碳足迹小于光合作用碳汇。土地碳强度在0.97 tCE/hm2至1.29 tCE/hm2之间，多数年份稳定在1 tCE以上；产量碳强度在37.06 kgCE/t到51.10 kgCE/t之间，但在2007年以后有所降低，说明单位产量的温室气体排放碳足迹有所减少；收益碳强度从0.10 kgCE/元降到0.02 kgCE/元，呈逐年下降趋势，在2011年至2013年略有回升。碳生态效率在1.35到1.87之间，呈现先降后增的趋势。碳生态效率大于1，表明湖北蔬菜生产系统对生态环境具有正的外部性。

表3 蔬菜碳足迹评价指标Table 3 Evaluation indicators of carbon footprint in the vegetable production system

2.3 碳足迹与生产要素投入的相关性分析

对蔬菜生产过程中碳足迹总量与人工劳动力投入、排灌电能投入、农机柴油投入、肥料投入、农膜使用、农药使用等要素的逐步回归分析结果表明，蔬菜生产碳足迹总量与肥料、农药、排灌电能显著相关（表4），与人工劳动力、机柴油、农膜使用温室气体排放碳足迹量线性相关性不显著。当人工劳动力、机柴油、农膜使用温室气体排放量加入回归方程后，模型3的检验值降低到临界值以下，对因变量的解释能力降低，因此人工劳动力、机柴油、农膜使用温室气体排放量被剔出模型。

从模型3可以看出，化肥使用量每增加1个单位，在其他因素不发生变动的情况下，蔬菜生产的碳足迹平均增加0.571个单位；依次类推，当农药、排灌电能碳排放量各自单独发生变动，其他因素不发生改变时，则会使蔬菜生产碳足迹分别增加0.341、0.228个单位。模型3中的R2是0.997，接近1，其拟合度很高，说明农药、化肥和排灌电能同时作用，对蔬菜生产系统温室气体排放碳足迹影响最大。

表4 逐步回归分析结果Table 4 Results of multivariate regression analysis

3 讨论

通过对湖北省2003-2013年蔬菜生产系统碳足迹的计算和评估，结果显示，2003-2013年温室气体排放碳足迹增长23.06%，其中来自肥料的温室气体排放碳足迹所占比例最大，在一定程度上反映了目前湖北省蔬菜生产对来自工业的投入品依赖性较强，与江西省农田生态系统温室气体排放［21］、华北平原作物生产碳足迹［19］的结果相一致。

碳足迹评价结果显示，土地利用碳强度、产量碳强度及收益碳强度分别为（1.13±0.16） tCE/hm2、（44.08±7.02） kgCE/t和（56.52±40.52） gCE/元。与国内外不同农业生态系统研究中的碳足迹评价结果不尽相同。如陈琳等［14］研究指出，南京地区大棚蔬菜生产系统中的土地碳强度、产量碳强度及收益碳强度分别介于0.87-2.04 tCE/hm2、30-100 kgCE/t和7.1-56.7 gCE/元；Cheng等［22］研究指出中国农业总体的土地利用碳强度在1993-2007年间为（0.67±0.08）tCE/（hm2.a），与本研究结果基本一致。Hillier等［23］研究指出英国土豆的土地利用碳强度的平均值为0.54 tCE/hm2，明显低于本研究。而阎明等研究结果表明我国部分地区粮食作物的土地利用碳强度介于2.0-4.0 tCE/hm2，单位产量的碳强度介于281.6-734.3 kgCE/t［14］，两个指标明显高于本文结果。王占彪等［19］研究结果中我国华北地区作物土地利用碳强度平均值为（4.40±0.38） tCE/hm2，产量碳强度平均值为（450±70） kgCE/t，收益碳强度平均值为（35.8±15.6）gCE/元，前两项指标明显高于本文，后一项指标与本文相符。Liu 等［24］研究的水稻产量碳强度介于0.04-0.44 kgCE/kg，略高于本研究，但其蔬菜生产碳排放小于0.27 gCE/kg的研究成果与本文相符。湖北省蔬菜生产土地利用碳强度、产量碳强度及收益碳强度与我国其他地区蔬菜生产碳足迹结果总体上相近，但高于国外。与粮食作物相比，湖北省蔬菜生产的土地利用碳强度、产量碳强度及收益碳强度均明显要低。而与中国农业总体土地利用碳强度相比，湖北蔬菜生产土地利用碳强度稍高，但相差不大。同时湖北省蔬菜生产碳汇功能高于粮食作物，但低于国外先进国家水平。虽然目前蔬菜生产碳足迹核算还没有统一的标准，不同学者计算结果可能有所差别。但结合国内外实际情况，本文结果在一定程度上客观地反映了湖北省蔬菜生产温室气体排放的基本情况。

2003-2013年湖北省蔬菜生产系统的化肥施用量一直处于高位，且不断增加，由2003年的45.41万t增长到2013年的54.73万t，其中氮肥的年均施用量为22.64万t，碳排放系数很高，每吨氮肥施用产生的温室气体排放碳足迹为2.116 tCE，施用氮肥产生的温室气体占蔬菜生产碳排放碳足迹的35.37%，占肥料碳排放碳足迹的61.05%。由此说明，肥料温室气体排放碳足迹在蔬菜生产系统总温室气体排放中起着主导性作用，而其中氮肥施用量起着决定性作用。经调查发现，在蔬菜生产过程中，菜农施肥观念模糊，较少考虑产量、土壤供肥能力、肥料利用率、气候条件等因素之间的关系，认为只要加大肥料投入量就可增加产量。这就造成了化肥施用量远远超过蔬菜生长的需求量，既造成了温室气体排放的增加，又造成了肥料资源的浪费。

农药是防治蔬菜病虫害必不可少的手段，但如何合理利用值得研究。首先，农药的温室气体排放系数在各项投入品的碳排放系数中是最高的，每吨农药施用产生的温室气体排放碳足迹为12.44 tCE。其次，农药经销商在销售农药时，为了增加自身利益，推荐菜农超量用药。再者，在蔬菜生产中，有些菜农为了降低病虫害对蔬菜产量造成的损失，力求最大限度地增加蔬菜产量，往往过量使用农药或不科学、违章用药。因此，以上各因素，造成了农药温室气体排放占总碳足迹很大的比例。菜农随意滥用农药来控制蔬菜的病虫害，不仅提高了生产过程中的农药等成本的投入，还在很大程度上增加了农药对蔬菜和环境的污染与破坏，进而影响了蔬菜质量及其产业的健康发展。

机电排灌为确保蔬菜生产稳定增长提供了保障，但当前蔬菜生产中普遍存在的排灌水散灌、漫灌，水分利用效率低，导致了排灌用电浪费现象，对此应加以高度重视。

4 结论与发展策略

4.1 结论

湖北省蔬菜生产系统的碳足迹呈现增长态势。其中电能和柴油温室气体排放碳足迹增加较大，肥料和农药温室气体排放碳足迹呈增长态势，人工投入产生的温室气体排放碳足迹变化不大，农膜投入产生的温室气体排放碳足迹呈下降趋势。从各项投入温室气体年均排放碳足迹比例上看，肥料投入温室气体排放足迹最高，其次为农药投入生产的温室气体。从大到小的顺序依次为肥料、农药、排灌电能、人工、柴油和农膜，其中肥料、农药、电能和农膜等来自工业的投入品所产生的间接碳排放碳足迹占大头，人工和柴油投入产生的直接温室气体排放碳足迹占小头。肥料和农药投入产生的温室气体排放足迹占蔬菜生产温室气体排放足迹的70%以上。

2003-2013年光合作用碳汇足迹总体呈稳定增长的趋势。土地碳强度基本保持稳定，产量碳强度稳中略降，收益碳强度呈下降态势。碳生态效率总体呈现增长的趋势，碳生态效率始终大于1，表明湖北蔬菜生产系统对生态环境一直保持着正的外部性。多元回归分析结果表明，湖北省蔬菜生产系统温室气体排放碳足迹与肥料用量、农药使用量、排灌电能三者间存在显著的线性相关。

4.2 发展策略

1）加大科学施肥力度，提高土地规模化经营水平。引导菜农树立低碳蔬菜生产观念，指导菜农运用农业部门测土配方工作成果，按照蔬菜营养需求科学施肥，提高肥料生产率。要通过增施厩肥、堆肥、泥肥，生物有机肥，混施有机肥与化肥，降低菜地CO2的排放，达到“贮碳于土”和“固碳减排”的目的。改表施为深施［25］，采用喷施、穴施、分层施、集中施等方法，提高肥料施用效果；因地、因时、因作物选用不同的肥料，采用不同的施肥方法，确保作物对养分的需求，发挥肥料最大效率；加强水分的管理，适量适时排灌，提高水分利用率；充分利用肥料后续释放效应，精打细算，经济施肥。通过作物秸秆还田，增加土壤有机质，节约化肥的使用。同时通过蔬菜与油菜、黄豆等养地作物轮作，达到增加土壤有机质［26］，降低化肥施用量，减少碳排放。推广蔬菜生产规模化经营，提高劳动生产率，降低劳动力使用量。

2）大力推广生物防治，建设绿色防控体系。加大对生物防治技术的宣传，使菜农深刻认识生物防治的重要意义，自觉运用生物技术防治病虫害，将生物防治落实到低碳蔬菜生产的各个环节。加大生物防治技术的科研投入，研究形成有针对性的绿色防控体系。严格禁止使用高毒性化学农药，积极推广使用低残留农药，推广应用新型生物农药，减少化学农药的使用。通过以螨治螨、施放害虫天敌、性诱剂等生物技术对害虫进行防治，利用昆虫的趋光性，通过频振式杀虫灯、太阳能杀虫灯、黄色粘虫板、蓝色粘虫板等物理技术诱杀害虫。利用害虫趋糖醋的嗅觉，采用食饵法诱杀；利用害虫的趋黄性，用黄色枯草引诱害虫产卵予以灭杀。依据害虫生活习性，设置各种障碍物，防止其危害或阻止其蔓延。选用抗病品种，加强田间管理，及时摘除有病虫害的叶片、拔除有病害的植株，避免串灌、漫灌，减缓病虫害传播速度。实施“蔬菜—水稻”、“蔬菜—莲藕”等水旱轮作制度，铲除蔬菜病虫害的生长环境，降低病虫害的发生概率。

3）大力推广节水排灌技术，统筹调控温室气体排放。大力推广喷灌和滴灌技术，提高水分的利用率［27］，降低排灌用电；建设小型蓄水工程，拦蓄地表水径流，为蔬菜生产提供排灌用水；通过深翻，保护性耕作，提高降雨资源利用率；设置回归水系统，充分利用上游回归水，用于下游菜田排灌；充分利用气候控制器和土壤湿度传感器，适时调整排灌制度，节约用水；充分考虑水分的渗透能力，选择合理的排灌时间，避免过量排灌；大力发展旱作蔬菜品种，推广秸杆覆盖保墒等农业措施，节约用水。在实施“稻菜麦”等蔬菜项目中，应将控制地膜污染作为项目实施的重要内容。积极支持通过农业机械作业，回收废弃地膜；开展以“以旧换新”活动回收废弃农膜，治理“白色污染”。利用北斗导航精准作业、搞好农机具配套，提高农机利用率、农机作业效率和质量，节约柴油使用。通过农机农艺结合，加速蔬菜生产机械化，节省蔬菜生产人力物力。重点推广“猪—沼—菜”等循环农业发展模式［28］，充分利用畜禽粪便生产沼气，用沼气照明、烹食、洗浴、发电，沼渣、沼液制作有机肥种植蔬菜，从而提高资源利用率，减少温室气体排放。

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（责任编辑：童成立）

The sustainable development of vegetable production system from the carbon footprint perspective in Hubei Province

HU Shi-xia1， XIANG Rong-biao2， DONG Jun3， QI Zhen-hong1
（1. College of Economics and Management， Huazhong Agricultural University， Wuhan， Hubei 430070， China；2. College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University， Wuhan， Hubei 430070， China； 3. Graduate School of Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434025， China）

In the background of the increasing concern for the global warming resulted from the cumulative greenhouse gas release， it is of great significance to study the carbon footprint of vegetable production， which can service as methods for controlling the emission of greenhouse gases and alleviating contradiction between climate change and the sustainable development of vegetable production. Based on the IPCC listed guidelines for national greenhouse gas inventories， and applying the life-cycle assessment method， dynamic assessment， and multiple regression analysis， this paper examined and calculated the carbon footprint in the vegetable industry of Hubei Province from 2003 to 2013. Results showed that 1） the carbon footprint caused by vegetable production in Hubei Province increased by 23.06%，from 116.05×104tCE in 2003 to 142.81×104tCE in 2013； 2） in the vegetable production system， the top three sources for carbon footprint of greenhouse gas emission were fertilizer， pesticides， and irrigation electrical energy input， accounting for 58.07%， 18.47%， and 9.03% of the total emission carbon footprint respectively； 3） from 2003 to 2013， the trend of carbon intensity of land use was stabilized at 0.97-1.29 tCE/hm2， and the unit production carbon intensity was increased from 37.06 kgCE/t to 39.91 kgCE/t， earning carbon intensity was decreased from 0.10 kgCE per yuan to 0.02 kgCE per yuan， and carbon ecological effciency was reduced from 1.87 to 1.73； and 4） multiple regression analysis showed that there was a signifcant linear correlation between the carbon footprint of total greenhouse gas emission and the usage of fertilizer， pesticides， and irrigation electrical energy in vegetable production system of Hubei， with the correlationcoeffcients of 0.571， 0.341 and 0.228， respectively. Based on the analysis results， this paper provides the following suggestions: enhancing scientifc application of fertilizers， raising large-scale land operation level， promoting biological prevention， and constructing greenhouse gas release prevention and control system.

National Natural Science Foundation of China （41171436）； National Social Science Foundation of China （14AZD002）.

QI Zhen-hong， E-mail: qizhh@mail.hzau.edu.cn.

30 November， 2015；Accepted 29 February， 2016

vegetable production system； carbon footprint； life-cycle assessment； dynamic assessment； multiple regression analysis； sustainable development

F327；S63

A

1000-0275（2016）03-0460-08

10.13872/j.1000-0275.2016.0029

国家自然科学基金项目（41171436）；国家社会科学基金项目（14AZD002）。

胡世霞（1977-），女，湖北公安人，博士研究生，主要从事农业生态和农业经济管理方面研究，E-mail: hsjzhsx@sina.com；通讯作者：齐振宏（1964-），男，安徽安庆人，教授，博士生导师，主要从事农业生态和循环经济方面研究，E-mail: qizhh@mail.hzau.edu.cn。

2015-11-30，接受日期：2016-02-29