干旱區(qū)綠洲制種玉米生命周期環(huán)境影響評價
——以張掖市為例

楊肖，鐘方雷，2*，郭愛君，王瓊

（1.蘭州大學經濟學院，蘭州 730000；2.中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院內陸河流域生態(tài)水文重點實驗室，蘭州 730000；3.中國人民銀行蘭州中心支行，蘭州 730000）

干旱區(qū)綠洲制種玉米生命周期環(huán)境影響評價
——以張掖市為例

楊肖1，鐘方雷1，2*，郭愛君1，王瓊3

（1.蘭州大學經濟學院，蘭州 730000；2.中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院內陸河流域生態(tài)水文重點實驗室，蘭州 730000；3.中國人民銀行蘭州中心支行，蘭州 730000）

為定量分析干旱區(qū)綠洲農業(yè)的生態(tài)環(huán)境影響，在張掖市統(tǒng)計局投入產出調查基礎上增補專項調查，以黑河流域中游張掖市主要三縣區(qū)的制種玉米為例，采用生命周期評價（LCA）方法，將灌溉用水量納入LCA清單，定量評估作物生命周期內投入產出的環(huán)境影響。結果顯示，張掖市甘州區(qū)、高臺縣和臨澤縣制種玉米環(huán)境綜合影響指數分別為0.608 0、0.538 1和1.259 5，其中：化肥的生產和施用對環(huán)境影響十分顯著；淡水消耗量高于華北地區(qū)，低于陜西關中地區(qū)；與實行輪作的地區(qū)比較，環(huán)境污染指數較高。建議加大技術指導，測土配方施肥，并在氣候及生產條件允許的區(qū)域改變耕作制度，調整種植結構。

生命周期評價；干旱區(qū)綠洲農業(yè)；環(huán)境影響；制種玉米

為更好地滿足“十三五”規(guī)劃的要求，轉變農業(yè)發(fā)展方式，推進農業(yè)現(xiàn)代化，我國農業(yè)發(fā)展必須充分考慮自然資源的承載能力以及對農業(yè)環(huán)境的保護。我國西北干旱區(qū)農業(yè)面臨水資源稀缺和生態(tài)環(huán)境脆弱的雙重限制[1]，我國人均水資源量幾乎不足世界人均水平的1/4，且其中73.4%為農業(yè)用水，而灌溉用水有效利用率不足40%。西北干旱區(qū)水資源人均擁有量更稀缺，尚不足全國人均擁有量的50%[2]；另外，西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，極易受到氣候變化及人類活動的干擾，導致災害和環(huán)境問題頻發(fā)。在這樣的背景下，采用生命周期評價（Life cycle assessment，LCA）方法評估西北干旱區(qū)農業(yè)的精華部分——綠洲農業(yè)的環(huán)境影響，同時重點評估農業(yè)生產中水資源的消耗情況，無疑具有較強的現(xiàn)實針對性。張掖市作為綠洲農業(yè)典型區(qū)域，是全國最大的雜交玉米種子生產基地。2015年，張掖市雜交玉米制種播種面積達到99.06萬畝（6.6萬hm2），產量達52 853.31萬kg，產值突破23.86億元，制種面積占全國全部制種面積的近30%。用LCA方法既能對制種玉米生產過程中各個階段的環(huán)境影響做系統(tǒng)匯總評估，又可以直觀反映生產過程環(huán)節(jié)和要素的影響，可反推改進措施，操作性強，對于我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有較強的實踐指導意義。

LCA方法是一種用于評估產品或服務生命周期過程中產生的環(huán)境影響的工具[3]。國外相關研究已在農業(yè)領域建立比較完善的分析框架，例如：Brentrup 等[4]以甜菜為研究對象，運用LCA方法對比了所施不同種類氮肥對環(huán)境影響的差異；Charles等[5]通過比較不同種植密度的小麥生命周期系統(tǒng)內所造成環(huán)境影響的差異，得出了生態(tài)角度相對最優(yōu)的種植密度；Mora 等[6]對墨西哥農業(yè)生命周期內的碳排放做出了評估。近年來，國內學者也逐步將LCA方法運用于農業(yè)生產，例如：Wang等[7]以華北高產糧區(qū)夏玉米不同施肥水平為例，應用LCA方法對夏玉米生命周期資源消耗與污染排放進行清單分析和全面的影響評價；梁龍等[8]同樣應用LCA方法分析了該地區(qū)小麥生產過程，結果表明我國小麥生產能耗較高，水土資源的壓力較大，富營養(yǎng)化、水體毒性、環(huán)境酸化和土壤毒素是主要的潛在環(huán)境影響；彭小瑜等[9]分別對陜西關中地區(qū)耕作方式存在差異的富平和楊凌兩地的冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)進行評價，得出施肥方式不科學，農藥施用過量和化肥、農藥利用率低是農作系統(tǒng)產生大量引起環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化污染物的原因。

本文以我國西北干旱區(qū)綠洲農業(yè)典型區(qū)域——張掖市制種玉米為例，應用LCA方法評估環(huán)境影響，進而提出緩解環(huán)境影響的對策建議。

1 材料與方法

1.1 張掖市區(qū)域概況

甘肅省張掖市位于東經97°20′～102°12′，北緯37° 28′～39°57′之間。地處全國地形的第二階梯中心，在青藏高原與內蒙古高原的過渡地帶，位于河西走廊中段，處于我國第二大內陸河——黑河流域中游，海拔1200～5565 m，屬大陸性荒漠草原氣候，干燥少雨，蒸發(fā)量大，多風。四季云量少，日照長、太陽輻射強，年平均日照時數為3052.9h，氣溫日較差大，年平均日較差為14℃，年平均氣溫為7.7℃。年均降水量118.4mm，大多集中在7—9月，年蒸發(fā)量2337.6mm，無霜期152d。

由于天然隔離而少病蟲害的自然環(huán)境和種植業(yè)傳統(tǒng)優(yōu)勢，張掖市自古以來就是綠洲農業(yè)生產較發(fā)達的區(qū)域，種植作物以制種玉米為主，分布于黑河流域干流沿岸，下轄的甘州區(qū)、臨澤縣、高臺縣三縣區(qū)2012年被農業(yè)部命名為國家級雜交玉米種子生產基地，種子產業(yè)已成為當地農業(yè)增效、農民增收最為顯著的支柱產業(yè)。但另一方面，張掖市總體種植方式較為粗放，截至2015年，一家一戶的分散生產經營方式仍占全市制種面積的80%，生產過程中播種、去雄、追肥、噴藥、收獲等田間操作90%以上皆由人工完成[10]。由于當地長期過度追求經濟效益，造成土地退化、沙化和土壤鹽漬化等環(huán)境問題，不利于農業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展和綠色農業(yè)推進。

1.2 樣本選取與數據收集

本文數據來源于張掖市統(tǒng)計抽樣調查2012年投入產出表時，增加專項調查所獲得的數據。由于投入產出表每五年編制一次，目前最新的投入產出表為《2012年中國投入產出表》，故本文在分析時采用2012年的數據。樣本總量和構成遵循以下原則：第一，總量以國家調查點為基礎，確定張掖市三縣區(qū)調查樣本量需補充入戶調查80戶。樣本的構成保持與當地農業(yè)增加值比例相同的原則，按照農業(yè)增加值比例7∶5∶8確定相應調查戶數，即三縣區(qū)分別抽取28、20、32戶。第二，采用分層隨機抽樣和典型樣本選擇法結合，問卷調查和典型樣本結構化訪談的方式收集數據。在三縣區(qū)制種玉米產值前五的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，抽取制種玉米戶為調查對象。最終甘州區(qū)選擇堿灘鎮(zhèn)、黨寨村和小滿村三個村鎮(zhèn)，臨澤縣選擇沙河鎮(zhèn)和平川鎮(zhèn)，高臺縣選擇宣化鎮(zhèn)、巷道村和駱駝城鄉(xiāng)三個村鎮(zhèn)，剔除其中不完整的數據，共得到72戶農戶的有效數據：制種玉米最大規(guī)模為23畝，最小為1.5畝，戶均制種玉米種植面積為10.04畝，與當年全市戶均種植面積9.45畝較接近?？傮w抽樣數據對當地種植狀況的代表性較強。

由于缺乏有效計量設施，當地農戶農業(yè)用水量并沒有直接數據，主要通過水電費繳納情況推算得到。水費支出主要包括井水灌溉費用和河水灌溉費用。井水灌溉時需要考慮將水從機井中抽出所消耗的電，因而在折算時需考慮電費的支出，河水灌溉沒有此項支出。所以，農戶灌溉用水量是按井水灌溉0.55元·m-3、河水灌溉0.1元·m-3折算（河水灌溉只繳納水費0.1 元·m-3，農業(yè)用水價格來源于張掖市水務局；井水灌溉既要繳納水費0.1元·m-3，還需繳納電費0.45元· m-3，張掖市農業(yè)用電價格參考甘肅省電網官網價格公示，以上價格均為2012年同期價格）。調查內容圍繞所有投入的生產要素和經濟成本以及資源性消耗等，產出主要關注產品產量和當期的經濟價值，以及產生的廢棄物量和處理方式等。

1.3 生命周期評價

1990年，國際環(huán)境毒理學與化學學會（SETAC）提出了“LCA”的概念，提出LCA是用來評價與產品、技術或服務相關的整個生命周期相關環(huán)境負荷的過程，它通過識別并量化資源與原料的使用以及環(huán)境影響的排放，評價這些投入與排放的影響，并評價和解釋環(huán)境改善的機會[11]。具體可分為四步：①確定評價目標與范圍；②清單分析（Life cycle inventory，LCI）；③影響評價與分析；④生命周期結果解釋[12]。

1.3.1 確定評價目標與范圍

用LCA方法評估制種玉米農業(yè)系統(tǒng)，是把產品從投入到最終產出的處理的整個過程作為研究對象，進行量化分析和比較，以評價制種玉米環(huán)境影響[13]。本文使用制種玉米質量1 t作為功能單元，系統(tǒng)邊界從化肥和電力的生產開始，終止邊界為作物種植過程輸出農產品和污染物，即存在兩個生產系統(tǒng)，分別是農資生產系統(tǒng)和作物生產系統(tǒng)，如圖1所示。

1.3.2 清單分析

圖1 制種玉米的系統(tǒng)邊界Figure 1 System boundary of seed maize production

生命周期清單分析是LCA中環(huán)境影響評價的基礎，主要對產品、工藝或活動等被評估對象在整個生命周期階段資源、能源的使用與向環(huán)境排放廢物量的定量評估過程，必須收集系統(tǒng)邊界內每一個單元過程中需要納入清單的數據。張掖市制種玉米的生產按照《農作物種子生產技術規(guī)程：雜交玉米》（DB 62/T 1052—2003）[14]進行，其中對制種玉米生產的產地環(huán)境、產量標準、栽培管理措施、質量管理措施等均作了明確規(guī)定，與華北地區(qū)夏玉米的種植要求具有較高的相似度。華北平原由于海拔較低、氣候濕潤，可以實行冬小麥-夏玉米輪作制度，考慮作物全年對環(huán)境的影響則必須綜合分析兩種作物；相比較而言，張掖市海拔較高，制種玉米一年僅一季，因此生產1 t制種玉米可以核算全年農作物對農業(yè)環(huán)境的影響。

本文把制種玉米的生產分為兩個階段，即農資生產階段和作物生產階段。農資階段的影響有化肥生產所導致的大量能源消耗和廢水、廢氣及污染物排放，相關能耗和污染物排放系數，以及電力生產排放系數，參考胡志遠[15]的相關研究。

種植階段的影響包括整地、灌溉、施肥、病蟲害防治等管理措施引起的燃料、電力、淡水消耗及徑流、淋溶、揮發(fā)等過程帶來的污染物排放[7]。本文主要考慮制種玉米生命周期各階段中與化肥相關的資源與環(huán)境影響，氮磷鉀肥有效成分施用量根據生產過程所用復合肥與尿素有效成分進行換算，其中復合肥有效成分N、P2O5、K2O分別為17%、15%、17%，尿素有效成分N 為45.5%[16]。在玉米種植階段，一般研究中只考慮N 和P的損失。N損失綜合考慮陳新平等[17]的研究成果，制種玉米氨（NH3）揮發(fā)為氮素投入總量的26%，制種玉米淋洗取氮素投入總量的16%；N2O和NOX的參數參考Brentrup等[18]的成果，N2O揮發(fā)系數占總氮素投入的1.25%，NOX的揮發(fā)系數則為0.125%。P損失參數參考Gaynor等[19]的研究，PO3-4流失量為化肥和有機肥總量的1%。農田重金屬的污染僅參考化肥和灌溉用水帶入土壤的Cu、Zn、Cd、Pb等重金屬對環(huán)境的影響。張掖市制種玉米幾乎全部秸稈還田，所以僅考慮除籽粒之外的重金屬，制種玉米各部分的重金屬含量參考李靜等[20]的研究。農藥殘留率參考Van Calker等[21]的研究成果，污染物進入大氣、水體和土壤的量為農藥折純投入量的10%、1%和43%。在制種玉米的生長階段，N2O、NOX、NO3的排放量分別占氮肥施放量的4.9%、5.3%、6.5%[22]，每生產1 kg玉米排放3 g NH3[23]。廠房設備、建筑設施、運輸工具生產的環(huán)境影響由于資料缺乏，不予考慮[14]。

1.3.3 影響評價

影響評價是生命周期評價的核心內容，是對清單分析中所識別出的環(huán)境影響定性或定量的評價過程，一般有特征化、標準化和加權評估三個步驟。本文將制種玉米的影響因素劃分為資源利用情況和生態(tài)環(huán)境影響兩大類，其中資源利用情況包括能源消耗、土地利用和淡水消耗，生態(tài)環(huán)境影響則劃分為全球變暖、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化、人體毒性、水體毒性和土壤毒性等六種類別。

具體來說，特征化采用當量系數進行折算，能源消耗以生產1 t制種玉米的能源消耗量表示；土地利用考慮農作物種植涉及到的草地、林地、水域的使用，耕地、林地、草地、海水水域、內陸水域的當量系數分別為1、0.04、0.16、0.1、0.24，制種玉米的土地類型為耕地，即為1；淡水消耗以生產1 t制種玉米的新鮮用水量表示，由于農業(yè)灌溉用水的重復利用率極低，本文假設為0。生態(tài)環(huán)境影響已建立比較完善的當量系數模型，全球變暖潛力以CO2為當量，CH4、N2O和CO的當量系數分別為21、310和2[15]；酸化潛值以SO2為當量，NH3和NOX的當量系數分別為1.89和0.7[24]；富營養(yǎng)化潛值以PO3-4為當量，NH3、NO-3、NOX當量系數分別為0.33、0.42、0.13[15]。

標準化可以將不同范圍的環(huán)境影響在統(tǒng)一的標準下研究，本文采用2000年世界人均環(huán)境影響潛力[25]。其中，土地使用參考梁龍[8]的研究，基準值為924.92 m2·a-1。能源消耗、淡水消耗、全球變暖潛值、酸化潛值和富營養(yǎng)化潛值的基準值分別為56 877.88 MJ·a-1、654.32 t·a-1、7192.98 kg·a-1、56.14 kg·a-1和10.70kg·a-1。

加權評估是根據特定的加權方法，賦予不同的影響類型一定的權重。本文所采用的權重參考Wang等[7]、梁龍等[8]的研究成果，并考慮到干旱區(qū)綠洲農業(yè)對水資源的極度依賴，同時土地資源較為豐富，將淡水消耗權重由平均水平的0.09調整到0.11，將土地利用權重由平均水平的0.16調整到0.14。具體的標準化基準值及其權重見表1。

2 結果與討論

本文以張掖市三縣區(qū)2012年生產1 t制種玉米為功能單位，分析該生產體系從農資生產到農作生產中的資源消耗和環(huán)境排放情況。表2展示了生產1 t制種玉米的前期投入要素的數量，其中氮磷鉀肥的數量是折純后的結果。

表1 生態(tài)環(huán)境影響指數基準值及權重Table 1 Normalization values and weights for different impact categories

2.1 清單分析

張掖市制種玉米的LCA清單主要包括資源利用情況和生態(tài)環(huán)境影響兩大類，見表3。資源利用情況包括能源消耗、土地使用情況和淡水的消耗，就生產1 t制種玉米的資源利用情況來說，臨澤縣消耗都居首位，能源、土地和淡水的消耗量很大，高臺縣的淡水使用最少，主要受限于地勢較高，且位于黑河中游的末端。由于化肥施放量最高，按照排放系數折算后，臨澤縣各種污染物排放仍然最高。

2.2 影響評價分析

2.2.1 特征化結果

制種玉米種植系統(tǒng)的能源消耗主要發(fā)生在農資生產的過程中，當地農業(yè)生產以手工為主，屬于粗放型生產，制種玉米的種植屬于低耗能的生產方式。生產1 t制種玉米需要的土地，甘州區(qū)最小、臨澤縣最大；農業(yè)灌溉用水高臺縣最少。

采用當量系數計算的全球變暖潛值，三個縣區(qū)的溫室氣體排放量分別是2 423.50、2 053.19、5 246.40 kg CO2-eq，農資生產和農作生產都會造成溫室氣體的排放，臨澤縣生產1 t制種玉米投入較多的農資造成該縣全球變暖潛值大幅高于其他地區(qū)；農資和農作過程中產生的SO2、NH3、NOX等氣體會造成環(huán)境酸化，三縣區(qū)分別為71.12、60.48、154.02 kg SO2-eq。大部分環(huán)境酸化潛值是由所施氮肥引起的，在較高的氮素背景下，N2O排放量呈上升的趨勢，該現(xiàn)象在東北的大豆生產中也得到證實[26]，胥剛等[27]的研究同樣表明土壤硝酸鹽淋失量隨著施氮量的增加而增加，張衛(wèi)紅等[28]證明測土配方施肥可以有效改善這種現(xiàn)象；臨澤縣環(huán)境影響潛值中富營養(yǎng)化潛值、毒性均為最高。制種玉米的生產具有較高的技術要求，與制種戶簽約的種子公司技術人員會對農戶進行技術指導和規(guī)范。由于臨澤縣制種玉米的生產規(guī)模高于其他兩縣區(qū)，單位面積配備的技術人員數量較低，甘州區(qū)每畝（667 m2）土地的技術人員平均為1.2人，高臺縣則達到3人，而臨澤縣只有0.5人。在實際種植中，由于制種戶盲目相信化肥施用量與產量之間有顯著增加的經驗關系，在缺乏技術人員有效指導的情況下，容易造成化肥多用、濫用，增加了不必要的環(huán)境影響。具體環(huán)境影響潛值標準化結果見表4。

表2 生產1 t制種玉米的前期投入Table 2 The pre-input for 1 t of seed maize

表3 生產1 t制種玉米的生命周期排放清單Table 3 Life cycle inventories for 1 t of seed maize

2.2.2 標準化結果

將張掖市制種玉米的生命周期影響潛值參考2000年世界人均環(huán)境影響潛值標準化后的結果如圖2所示?？梢钥闯觯手輩^(qū)制種玉米生命周期內的淡水消耗、環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化指數超過2000年世界平均水平，高臺縣制種玉米生命周期內的環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化超過平均水平，臨澤縣土地利用情況、淡水消耗、環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化指數均超過世界水平，尤其是淡水消耗、環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化，分別是2000年世界人均環(huán)境影響的1.4960、2.743 4、3.109 7倍。高臺縣的淡水消耗相比于其他兩縣區(qū)都比較低，且低于世界平均水平，主要是由于受到政策和客觀條件等多重因素影響。從政策管控來說，舉世矚目的黑河分水方案[29]限制了中游張掖市的用水總量，而高臺又處于黑河干流中游的末端，用水總量限制更加明顯[30-31]。高臺縣東地屬黑河谷地平原和榆木山前戈壁地帶，海拔較高，這一客觀地理條件決定了利用河水灌溉不易，許多地方只能井水灌溉，導致用水成本較高。因此，總量和成本的限制，客觀上倒逼高臺制種玉米形成了淡水消耗低于其他縣區(qū)的局面。另外，三縣區(qū)的能源消耗、全球變暖和毒性指數均低于世界平均水平。這是由于該地區(qū)的農業(yè)生產主要依靠手工，機械化程度低，因此能源消耗低，但這有利于降低該地區(qū)制種玉米的環(huán)境影響（毒性），確保國家級制種基地和我國種業(yè)的發(fā)展以及糧食的安全。

2.2.3 加權評估結果

將制種玉米生命周期生態(tài)環(huán)境影響潛值加權后，得出張掖市甘州區(qū)、高臺縣和臨澤縣的環(huán)境綜合影響指數分別為0.608 0、0.538 1、1.259 5，各縣區(qū)的對比情況見圖3。綜合影響高于國內其他地區(qū)的相關研究，華北平原的冬小麥-夏玉米種植系統(tǒng)中夏玉米的生命周期環(huán)境影響綜合指數為0.330 6[32]，陜西關中地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)中夏玉米的生命周期環(huán)境影響綜合指數為0.378 8[8]，相比于這些地區(qū)的輪作系統(tǒng)，制種玉米生產過程要求較為獨立的環(huán)境，相關投入則相對較大，由于小麥植株中重金屬的分布較高，單一種植制種玉米的張掖地區(qū)毒性較低。對于西北干旱農業(yè)中最重要的水資源來說，華北地區(qū)為186.09m3·t-1，陜西關中地區(qū)為2 162.23 m3·t-1，與農業(yè)生產水平較高的華北地區(qū)相比，張掖市平均農業(yè)淡水消耗量為640.95 m3·t-1，仍然較大，但還需考慮氣候對于農業(yè)灌溉用水的影響。華北地區(qū)屬于溫帶季風氣候，夏季降水量較干旱區(qū)更多，可能農業(yè)灌溉用水需求量會有所降低；相比于生產水平和氣候條件較為相當的陜西關中，張掖市農業(yè)用水效率較高。

表4 制種玉米生命周期環(huán)境影響潛值特征化與加權分析結果Table 4 Life cycle environmental impact characteristics and weighted results of seed maize production system

圖2 張掖市制種玉米生命周期生態(tài)環(huán)境影響指數Figure 2 Indices of life cycle environmental impacts of seed maize in Zhangye City

3 結論

（1）張掖市三縣區(qū)生產1 t制種玉米的生態(tài)環(huán)境綜合影響值分別為0.608 0、0.538 1、1.259 5，總體差異較大。由于機械污染排放基本可以忽略，主要原因是化肥施用量存在顯著差異，尤其是氮肥的大量施用，對全球變暖潛值、酸化潛值、富營養(yǎng)化潛值等指標的貢獻率都比較高。為此鼓勵農業(yè)技術部門和種子公司加大技術指導，測土配方施肥，改變傳統(tǒng)單純依賴“化肥多產量高”的經驗，不僅可以節(jié)約氮肥用量，降低種植成本，還可以降低環(huán)境影響。

圖3 張掖市制種玉米生命周期生態(tài)環(huán)境影響潛值加權結果Figure 3 Weighted indices of life cycle environmental impacts of seed maize in Zhangye City

（2）張掖市三縣區(qū)生產1 t制種玉米分別需要711.03、361.55、978.88 m3水灌溉，整體需水量相比于華北地區(qū)屬于較高水平，與陜西關中地區(qū)相比用水量較低，但還需結合氣候條件綜合評估灌溉用水效率。三縣區(qū)用水量的內部差異，一方面由于黑河分水的嚴格總量控制措施，另外也與所處地理條件有關。這同時也說明，從政策角度和地理條件出發(fā)因地制宜地調控水資源使用，是切實可行的。

（3）張掖市制種玉米的生態(tài)環(huán)境影響值較實行輪作制度的地區(qū)高。建議在氣候及生產條件允許的區(qū)域，改變耕作制度，調整種植結構，農戶可以考慮糧菜生產、種子生產與飼草生產的復合生態(tài)模式。實現(xiàn)優(yōu)勢區(qū)域生產布局，合理輪作倒茬，降低對環(huán)境的影響。

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Assessment of the environmental impact of seed maize production in oasis agriculture of arid regions based on the life cycle assessment method：A case study of Zhangye City

YANG Xiao1,ZHONG Fang-lei1,2*,GUO Ai-jun1,WANG Qiong3
（1.School of Economics,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China;2.Key Laboratory of Ecohydrology of Inland River Basin,Northwest Institute of Eco-Environment and Resources,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;3.Lanzhou Central Branch,The People′s Bank of China,Lanzhou 730000）

Based on the input-output survey of the Zhangye Municipal Bureau of Statistics,a survey was conducted to determine the environmental impact of seed maize production using the life cycle assessment method.The first step was to identify the evaluation objectives and scope,consider the two stages of agricultural production,and determine the production boundaries.The second step was an inventory analysis of irrigation water in the life cycle assessment list and a consideration of resource consumption and environmental emissions.The third step assessed the impact of evaluation and analysis,listed all material characteristics,performed standardization,and calculated the environmental impact index.The fourth step explained the results of the life cycle assessment.The comprehensive impact indices of the seed maize environment in the three counties of Zhangye were 0.608 0,0.538 1,and 1.259 5.Significant effects of the production and application of chemical fertilizers were observed on the environment.Fresh water consumption was higher than in North China and the Guanzhong Region of Shaanxi Province,and a higher environmental pollution index was obtained when crop rotation was implemented.In view of these findings, it is proposed that agricultural technical guidance be increased,soil testing and fertilization be promoted,the farming system be altered,and the planting structure be adjusted in areas where climate and production conditions permit.

life cycle assessment;arid oasis agriculture;environmental impact;seed maize

X820.3

A

1672-2043（2017）08-1664-08

10.11654/jaes.2017-0425

2017-03-23

楊肖（1993—），女，甘肅甘南人，碩士研究生，研究方向為區(qū)域經濟學。E-mail：814981371@qq.com

*通信作者：鐘方雷E-mail：flzhong@lzb.ac.cn

國家自然科學基金項目（41571516）；中國博士后科學基金項目（2016M590980）

Project supported：The National Natural Science Foundation of China（41571516）；The China Postdoctoral Science Foundation（2016M590980）

楊肖，鐘方雷，郭愛君，等.干旱區(qū)綠洲制種玉米生命周期環(huán)境影響評價：以張掖市為例[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2017,36（8）：1664-1671.

YANG Xiao,ZHONG Fang-lei,GUO Ai-jun,et al.Assessment of the environmental impact of seed maize production in oasis agriculture of arid regions based on the life cycle assessment method：A case study of Zhangye City[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（8）：1664-1671.