基于生命周期評(píng)價(jià)的廣西火龍果環(huán)境影響分析

趙鵬飛 程玉 任太軍 黃志堅(jiān) 李廣澤 湯華 阮云澤

摘 ?要 ?為了評(píng)價(jià)火龍果種植體系對(duì)環(huán)境的影響，并找出其主要的影響因子，通過(guò)農(nóng)戶(hù)調(diào)研與生命周期評(píng)價(jià)的方法對(duì)廣西火龍果集約化種植體系開(kāi)展了生命周期評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：富營(yíng)養(yǎng)化和溫室氣體排放是火龍果生產(chǎn)體系生命周期環(huán)境影響中占比最大的影響類(lèi)型，對(duì)生命周期綜合環(huán)境影響的貢獻(xiàn)率分別為59.6%和21.7%。其中肥料生產(chǎn)和施用分別占到農(nóng)資階段和農(nóng)作階段富營(yíng)養(yǎng)化潛值的98.0%和99.8%。而在溫室氣體排放中，農(nóng)資生產(chǎn)階段的肥料與農(nóng)藥生產(chǎn)分別占農(nóng)資生產(chǎn)階段溫室氣體排放量的20.0%和77.9%，肥料施用占農(nóng)作階段溫室氣體排放量的86.6%。因此，在火龍果生產(chǎn)體系中，減少肥料及農(nóng)藥用量是減輕該體系對(duì)環(huán)境的影響的主要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞 ?火龍果;生命周期評(píng)價(jià);富營(yíng)養(yǎng)化;全球變暖潛在值;環(huán)境酸化

中圖分類(lèi)號(hào) ?S667.9 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ?A

Abstract ?To evaluate the environmental impact of pitaya production and find out the main impact factors， a baseline household survey in Guangxi was conducted meanwhile the method of Life Cycle Assessment （LCA） was used for data analysis. Among all potential impacts indexes， the significant environmental impact were eutrophication and global warming potential， with the contribution rate of 59.6% and 21.7%， respectively. Fertilizer production and application accounted for 98.0% and 99.8% of the eutrophication in agricultural production stage and agricultural operation stage， correspondingly. In the global warming aspect， fertilizer and pesticide production accounted for 20.0% and 77.9% in agricultural production stage， which made the largest contribution among all the links. Similarly， fertilizer application， which accounted for 86.6% of the global warming potential， made the largest contribution in agricultural operation stage. To sum up， reducing fertilizer and pesticide application rate are the important ways to mitigate the impact on the environment in pitaya production.

Keywords ?pitaya; life cycle assessment; eutrophication; global warming potential; acidification

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.11.004

集約化農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性是當(dāng)前科學(xué)界和公眾關(guān)注的重要問(wèn)題之一[1]。我國(guó)現(xiàn)代集約化農(nóng)業(yè)以高投入換取高產(chǎn)出，尤其是以果樹(shù)和蔬菜為代表的經(jīng)濟(jì)作物[2]。集約化農(nóng)業(yè)雖然極大的提高了作物產(chǎn)量，提升了土地利用效率，但也引發(fā)了許多資源環(huán)境問(wèn)題，比如能源消耗、溫室效應(yīng)、水體富營(yíng)養(yǎng)化以及土壤酸化等[3-5]。前人針對(duì)肥料生產(chǎn)或農(nóng)田施用過(guò)程某個(gè)或若干環(huán)境排放途徑如農(nóng)田氨揮發(fā)、硝化和反硝化損失以及硝態(tài)氮的淋失等已經(jīng)進(jìn)行大量研究并取得了顯著成果[6-7]。然而，傳統(tǒng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法在對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)往往具有片面性，因此，需要從生命周期角度全面識(shí)別和綜合評(píng)價(jià)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)體系的資源消耗與環(huán)境排放。

生命周期評(píng)價(jià)（life cycle assessment， LCA）方法旨在對(duì)某項(xiàng)產(chǎn)品、工藝或者服務(wù)“從搖籃到墳?zāi)埂闭麄€(gè)生命周期中的資源消耗和環(huán)境排放潛力進(jìn)行量化，尋求改善環(huán)境影響的機(jī)會(huì)，是一種全面系統(tǒng)的環(huán)境評(píng)價(jià)方法[8]。目前LCA方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于歐美國(guó)家和日本工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)研究中，近年來(lái)，我國(guó)借鑒國(guó)外成果已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域建立了相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，也有不少學(xué)者開(kāi)始把LCA方法引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品或農(nóng)田管理措施的環(huán)境影響研究[9]。

火龍果（Hylocereus undatus cv. Vietnam）屬仙人掌科（Cactaceae）量天尺屬（Hylocereus Britton et Rose）和蛇鞭柱屬（Seleniereus Meja-lantous Britton et Rose）植物，是熱帶亞熱帶果樹(shù)[10]。我國(guó)臺(tái)灣從20世紀(jì)90年代開(kāi)始引進(jìn)試種，并選育出一些優(yōu)良品種[11]。自2010年以來(lái)，我國(guó)火龍果種植面積以每年平均40%的速度增長(zhǎng)，短短的幾年內(nèi)，目前全國(guó)種植面積已超過(guò)4萬(wàn)hm2，主要分布在廣西、廣東、海南、云南、貴州等地，其中廣西發(fā)展尤為迅速，約占全國(guó)種植面積的三分之一，而且隨著香蕉行情及黃葉病的發(fā)展，由香蕉改種火龍果的大型基地越來(lái)越多[12]?；瘕埞堑湫偷母咄度敫弋a(chǎn)出的作物，以純氮用量為例，火龍果全年純氮投入高達(dá)1000 kg/hm2，大約是香蕉的2倍，柑橘的10倍，同時(shí)其產(chǎn)量在豐產(chǎn)期可達(dá)75 t/hm2[13]。為此，在當(dāng)前火龍果種植面積迅速擴(kuò)張的背景下，本研究以廣西火龍果集約化生產(chǎn)體系為例，針對(duì)其主要環(huán)境影響問(wèn)題，建立火龍果生命周期資源消耗與污染物排放清單，進(jìn)行生命周期的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，旨在為研究區(qū)域火龍果種植全程環(huán)境管理提供決策依據(jù)，也為種植者的管理技術(shù)環(huán)節(jié)提供優(yōu)化方向。

1 ?材料與方法

1.1 ?研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究區(qū)域?yàn)閺V西壯族自治區(qū)隆安縣（10721～ 1086E，2251～2321N），屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，雨量集中，夏季長(zhǎng)冬季短。全縣平均溫度為21.9 ℃，極端最高溫度為38.9 ℃，極端最低溫度為1.9 ℃，年降雨量1230 mm[14]。隆安縣全縣火龍果種植面積0.33萬(wàn)hm2，是廣西火龍果種植的集中區(qū)域[15]。

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2018年對(duì)廣西自治區(qū)隆安縣3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行的農(nóng)戶(hù)調(diào)研，據(jù)統(tǒng)計(jì)，隆安縣種植面積大于33 hm2的火龍果基地約有32個(gè)，本研究調(diào)研基地?cái)?shù)量16個(gè)，每個(gè)基地平均種植面積約87.5 hm2，覆蓋火龍果種植面積1400 hm2，約占隆安火龍果總面積的42%。調(diào)查采用問(wèn)卷方式，通過(guò)訪談式交流，詳細(xì)記錄相關(guān)信息。

調(diào)研的主要內(nèi)容為：（1）種植面積、品種、種植密度和產(chǎn)量;（2）灌溉水用量和灌溉次數(shù)、肥料施用情況和農(nóng)藥用量;（3）基建構(gòu)造材料，主要包括鋼材用量、防草布用量等;（4）基地運(yùn)輸肥料、打藥施肥等消耗的柴油、汽油及耗電量等。

隆安地區(qū)火龍果種植基地幾乎全部采用滴灌的方式進(jìn)行灌溉和施肥，因此本研究結(jié)果只針對(duì)該地區(qū)滴灌條件下的火龍果種植體系。

1.2 ?生命周期評(píng)價(jià)

根據(jù)國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(huì)（SETAC）以及ISO14040和ISO14044環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的LCA技術(shù)框架，生命周期評(píng)價(jià)包括以下4個(gè)步驟：目標(biāo)定義與范圍界定、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋。

1.3 ?目標(biāo)定義與范圍界定

本研究以與作物生命周期有關(guān)的礦石和能源開(kāi)采作為系統(tǒng)的起始邊界，終止于農(nóng)作物種植輸出階段，其中輸出包括農(nóng)產(chǎn)品和污染物輸出2個(gè)部分。由于火龍果屬多年生作物，本研究以火龍果種植第2年作物全年生產(chǎn)過(guò)程為評(píng)價(jià)單元。土地資源是一切生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)，直接進(jìn)入農(nóng)作系統(tǒng)。本研究以生產(chǎn)農(nóng)作物1 t為評(píng)價(jià)的功能單元?；瘕埞w系生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)界定如圖1所示。

1.3.1 ?清單分析 ?本研究將火龍果生產(chǎn)的生命周期劃分為農(nóng)資生產(chǎn)階段和農(nóng)田種植階段。包括煤、石油、天然氣、電力等原材料的開(kāi)采與生產(chǎn)，土地資源的利用，化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資生產(chǎn)相關(guān)的能耗和污染物的排放，如CO2、NH3、SO2、CH4等。與該系統(tǒng)相關(guān)的廠房設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)輸工具的生產(chǎn)等環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的影響則不予考慮。

農(nóng)田種植階段中，截至目前，國(guó)內(nèi)尚未有基于廣西火龍果園氧化亞氮排放量的研究，但在同一地區(qū)已有研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)香蕉園氧化亞氮排放物進(jìn)行了系統(tǒng)分析[16]，因此，本研究根據(jù)前人研究結(jié)論計(jì)算火龍果園氧化亞氮（N2O）的公式為：

N2O （Emission）=有機(jī)肥氮?0.73%+

硝態(tài)氮?0.25%+脲基氮肥?1.15% （1）

截至目前，關(guān)于廣西火龍果園氨揮發(fā)的報(bào)道雖然少見(jiàn)，但針對(duì)大尺度上的南方農(nóng)田氨揮發(fā)量（NH3-N）已有較多報(bào)道。本研究根據(jù)目前權(quán)威刊物數(shù)據(jù)整理得該地區(qū)農(nóng)田氨揮發(fā)的平均值[17-20]，即35.2 kg/hm2，以該值作為常數(shù)直接用于火龍果園氨揮發(fā)量的估算。

氮淋洗（NO3-N）的計(jì)算依據(jù)曾曙才等[21]在赤紅壤條件下獲得的氮淋洗特征研究結(jié)果估算，該研究指出，在土著模擬條件下，總氮淋洗量（y）與施氮量（x）之間存在顯著線(xiàn)性相關(guān)，其回歸方程可作為氮淋洗的計(jì)算依據(jù)：

總氮淋洗（y）=0.4419?施氮量（x）+

97.605 （R2=0.941） （2）

氧化氮（NOX-N）的計(jì)算參照Perrin等[22]的研究結(jié)果：

氧化氮（NOX-N）=10%氮淋洗（NO3-N） ? （3）

1.3.2 ?影響評(píng)價(jià) ?在LCA中，影響評(píng)價(jià)是對(duì)清單分析中所辨識(shí)出來(lái)的符合的影響進(jìn)行定量或定性的分析和評(píng)價(jià)。影響評(píng)價(jià)由影響分類(lèi)、特征化、標(biāo)準(zhǔn)化和加權(quán)評(píng)估4個(gè)步驟組成。

1.3.3 ?影響分類(lèi) ?影響分類(lèi)是指根據(jù)不同的環(huán)境影響類(lèi)型，對(duì)清單分析階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)。本研究中資源利用主要考慮能源消耗、土地資源的利用和水資源消耗;生態(tài)環(huán)境影響主要考慮全球變暖、環(huán)境酸化以及富營(yíng)養(yǎng)化3個(gè)指標(biāo)。

1.3.4 ?特征化 ?特征化是對(duì)資源消耗和環(huán)境排放清單進(jìn)行環(huán)境影響潛力計(jì)算的過(guò)程。對(duì)能源消耗，國(guó)際常用的方法是將其折算成能量進(jìn)行比較;水資源的消耗具有區(qū)域范疇，本研究對(duì)火龍果生產(chǎn)體系每生產(chǎn)1 t果實(shí)消耗的水資源總量進(jìn)行分析，涉及農(nóng)田環(huán)節(jié)的淡水資源消耗和農(nóng)資生產(chǎn)中的水資源消耗。全球變暖、環(huán)境酸化、富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境影響比較完善的當(dāng)量模型已經(jīng)建立，氣候變化以CO2為參照物轉(zhuǎn)換為全球變暖潛力，CH4、N2O和CO2的當(dāng)量系數(shù)分別為21、310和2;環(huán)境酸化以SO2為參照物，NOX和NH3的當(dāng)量系數(shù)分別為0.7和1.88;富營(yíng)養(yǎng)化則是以PO4為參照物，具體的當(dāng)量系數(shù)見(jiàn)表1。

1.3.5 ?標(biāo)準(zhǔn)化 ?標(biāo)準(zhǔn)化的目的是建立標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)，使不同影響類(lèi)型能夠比較大小。標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程選擇的基準(zhǔn)值一般是全球、全國(guó)或某一地區(qū)的資源消耗或環(huán)境排放的均量或總量值，其中均量值有人均占有排放量、地均占有量及單位產(chǎn)值等。標(biāo)準(zhǔn)化一般是用基準(zhǔn)量除以特征化結(jié)果。本研究的標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)值是2000年世界人均環(huán)境影響潛力，具體標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)值見(jiàn)表2。

1.3.6 ?加權(quán)評(píng)估 ?不同環(huán)境影響類(lèi)型對(duì)同一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展的影響是不同的，因此需要對(duì)不同環(huán)境影響類(lèi)型賦予一定的權(quán)重，然后再進(jìn)行加權(quán)。加權(quán)評(píng)估是對(duì)各類(lèi)型環(huán)境影響指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得到環(huán)境影響綜合指數(shù)，從而提供一個(gè)可以比較的評(píng)價(jià)結(jié)果。

常見(jiàn)的有3種權(quán)重的確定方法：目標(biāo)距離法、專(zhuān)家組評(píng)議及層次分析法。本研究采用王明新等[25]以及彭小瑜等[26]的研究通過(guò)專(zhuān)家組評(píng)議法評(píng)議設(shè)置權(quán)重，詳見(jiàn)表2。

1.3.7 ?結(jié)果解釋 ?生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果解釋是根據(jù)生命周期評(píng)價(jià)清單分析或者標(biāo)準(zhǔn)化、特征化以及加權(quán)評(píng)估的結(jié)果，以透明的方式來(lái)分析結(jié)果，形成結(jié)論，解釋研究的局限性，提出建議并報(bào)告生命周期解釋的結(jié)果。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?廣西火龍果生產(chǎn)體系物質(zhì)投入與產(chǎn)出

表3表明了通過(guò)農(nóng)戶(hù)調(diào)研獲取的2017年隆安縣火龍果生產(chǎn)體系物質(zhì)投入產(chǎn)出情況。該體系全年N、P2O5和K2O的投入量分別為806、387、789 kg/hm2，其中化肥N、P2O5和K2O的投入量分別為580、242、660 kg/hm2，有機(jī)肥N、P2O5和K2O的投入量分別為226、145、129 kg/hm2。化肥N、P2O5和K2O分別占全年總N、P2O5和K2O投入的72.0%、62.5%和83.7%?；瘕埞a(chǎn)體系中有機(jī)肥投入量較大，達(dá)到了32 250 kg/hm2，是當(dāng)?shù)亓硪环N典型經(jīng)濟(jì)作物香蕉的3倍多[27]，殺蟲(chóng)劑、殺菌劑以及除草劑等農(nóng)藥投入量為67.5 kg/hm2，另外，由于田間管理等消耗的電力、汽油、柴油、栽培用鋼鐵以及防草用的地布等分別為933 kWh/hm2、79.0 kg/hm2、155 kg/hm2、80.9 kg/hm2和58.3 kg/hm2。相應(yīng)地，火龍果全年果實(shí)產(chǎn)量也達(dá)到了27.6 t/hm2。

2.2 ?火龍果生產(chǎn)體系生命周期評(píng)價(jià)

2.2.1 ?火龍果生產(chǎn)體系生命周期清單評(píng)價(jià) ?由表4可知，火龍果生產(chǎn)體系農(nóng)資系統(tǒng)的能源消耗為77 558.679 0 MJ/t，農(nóng)作系統(tǒng)的能源消耗為362.1 931 MJ/t，農(nóng)資系統(tǒng)是農(nóng)作系統(tǒng)能源消耗的200余倍，除水資源消耗等個(gè)別指標(biāo)，農(nóng)資子系統(tǒng)的能源消耗以及污染物排放指標(biāo)均高于農(nóng)作子系統(tǒng)，如溫室氣體的主要成分CO2和CH4，農(nóng)資子系統(tǒng)較農(nóng)作子系統(tǒng)高上百和上千倍，而農(nóng)資生產(chǎn)中，肥料、農(nóng)藥以及防草布是其中消耗量較大的部分，生產(chǎn)過(guò)程中的能量消耗及污染物排放也較多。

2.2.2 ?分類(lèi)環(huán)境影響評(píng)價(jià) ?（1）能源消耗?；瘕埞w系生產(chǎn)過(guò)程中的能源耗竭，包括可再生資源與不可再生資源兩部分?？稍偕Y源包括土地資源與水資源兩部分。本研究參照梁龍[9]的研究成果，因農(nóng)資子系統(tǒng)中土地利用的數(shù)據(jù)較難獲取，暫不考慮。故生命周期評(píng)價(jià)中可再生能源消耗僅考慮水資源消耗及農(nóng)作子系統(tǒng)中的土地資源消耗。不可再生資源主要包括農(nóng)資生產(chǎn)過(guò)程和農(nóng)作系統(tǒng)中農(nóng)機(jī)使用所消耗的化石燃料。由表5可見(jiàn)，火龍果生產(chǎn)體系中土地資源利用值為362.50 m2/t，全部來(lái)自農(nóng)作子系統(tǒng)。水資源消耗為98.95 m3 /t，其中農(nóng)資系統(tǒng)4.36 m3/t，占其整個(gè)生命周期水資源消耗的0.4%，而主要的水資源消耗發(fā)生在農(nóng)作生產(chǎn)階段，為94.49 m3/t，占其整個(gè)生命周期水資源消耗的95.6%。

火龍果生產(chǎn)體系不可再生資源耗竭主要發(fā)生在農(nóng)資生產(chǎn)階段，占到整個(gè)生命周期能源消耗的99.5%，這主要是由于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥及發(fā)電過(guò)程消耗了大量的能源，而農(nóng)作子系統(tǒng)中能源消耗為362.19 MJ/t，僅占到其生命周期的0.5%。

（2）溫室氣體排放?；瘕埞a(chǎn)體系生命周期溫室氣體排放總量為5848.87 kg CO2-eq/t （表6），其中農(nóng)資生產(chǎn)階段的溫室氣體排放達(dá)到5543.10 kg CO2-eq/t，占整個(gè)生命周期溫室氣體排放的94.7%，而在農(nóng)資生產(chǎn)階段的溫室氣體排放中，肥料與農(nóng)藥生產(chǎn)排放量最大，肥料生產(chǎn)階段排放量為1108.71 kg CO2-eq/t，占農(nóng)資生產(chǎn)階段生命周期溫室氣體排放量的20.00%，農(nóng)藥生產(chǎn)階段的排放量高達(dá)4320.00 kg CO2-eq/t，占農(nóng)資生產(chǎn)階段生命周期溫室氣體排放量的77.93%，這主要是在化肥和農(nóng)藥特別是農(nóng)藥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO2所導(dǎo)致的。農(nóng)作生產(chǎn)過(guò)程中溫室氣體排放量為305.77 kg CO2-eq/t，其中肥料施用造成的溫室氣體排放量為264.76 kg CO2-eq/t，占農(nóng)作階段溫室氣體排放量的86.59%，這是由于在肥料尤其是氮肥的施用過(guò)程中產(chǎn)生的N2O造成的。

（3）環(huán)境酸化。引起環(huán)境酸化的物質(zhì)主要有農(nóng)資生產(chǎn)和農(nóng)作物種植過(guò)程中產(chǎn)生的SO2、NH3和NOX等。廣西火龍果生產(chǎn)體系生命周期環(huán)境酸化潛值為9.91 kg SO2-eq/t（表6），其中農(nóng)資生產(chǎn)階段的環(huán)境酸化潛值為7.36 kg SO2-eq/t，占整個(gè)生命周期環(huán)境酸化潛值的74.3%，而在農(nóng)資生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，又以肥料生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境酸化潛值最高，為7.03 kg SO2-eq/t，占農(nóng)資生產(chǎn)階段環(huán)境酸化潛值的95.5%。農(nóng)作環(huán)節(jié)的環(huán)境酸化潛值為2.65 kg SO2-eq/t，同樣，在該環(huán)境中，肥料的施用依然是造成環(huán)境酸化最高的環(huán)節(jié)，環(huán)境酸化潛值達(dá)到2.55 kg SO2-eq/t，占該階段環(huán)境酸化潛值的96.2%。

（4）富營(yíng)養(yǎng)化。研究中引起富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)主要考慮Ptot、N2O、NOX、NO3、NH4、NH3以及COD等。廣西火龍果生產(chǎn)體系中富營(yíng)養(yǎng)化潛值為4.40 kg PO4-eq/t。其中農(nóng)資生產(chǎn)階段富營(yíng)養(yǎng)潛值為2.03 kg PO4-eq/t，農(nóng)作種植階段的富營(yíng)養(yǎng)化潛值為2.37 kg PO4-eq/t，分別占整個(gè)生命周期富營(yíng)養(yǎng)化潛值的46.1%和53.9%，而在農(nóng)資生產(chǎn)和農(nóng)作種植階段中，肥料生產(chǎn)和施用仍然是造成2個(gè)階段富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，分別占到2個(gè)階段富營(yíng)養(yǎng)化潛值的98.0%和99.8%。

2.2.3 ?標(biāo)準(zhǔn)化及加權(quán)評(píng)價(jià) ?標(biāo)準(zhǔn)化及加權(quán)后火龍果生產(chǎn)體系的生命周期影響指數(shù)如表7所示，標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果顯示，生產(chǎn)1 t火龍果產(chǎn)生的能源消耗、土地資源、水資源消耗、溫室氣體、環(huán)境酸化以及富營(yíng)養(yǎng)化等，分別相當(dāng)于2000年世界人均環(huán)境影響潛力的3.01%、36.7%、4.51%、85.2%、19.0%和234%。權(quán)重后影響指數(shù)及貢獻(xiàn)率結(jié)果顯示，廣西火龍果生產(chǎn)體系生命周期環(huán)境影響最大的是富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放及土地資源消耗，三者在火龍果生產(chǎn)體系生命周期環(huán)境影響的占比分別為59.6%、21.7%和10.9%。而能源消耗、水資源消耗和環(huán)境酸化占比較小。

3 ?討論

火龍果生產(chǎn)體系是一種高投入高產(chǎn)出的集約化生產(chǎn)體系。有機(jī)肥、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資投入以及水電、燃油等的投入均維持較高水平，這主要是由于火龍果在我國(guó)規(guī)?；N植年限較少，種植基地對(duì)其栽培管理技術(shù)了解較少，尤其是肥料農(nóng)藥等農(nóng)資投入，對(duì)于投放時(shí)間、配比、用量等都沒(méi)有非常嚴(yán)格的理論依據(jù)，與此同時(shí)，火龍果目前市場(chǎng)接受度高，行情相對(duì)較好，大多基地的畝效益可以維持在8000元以上，所以，綜合以上原因，導(dǎo)致基地更偏向于加大投入換取更高額的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

本研究的結(jié)果顯示，富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放與土地資源是火龍果生產(chǎn)體系生命周期環(huán)境影響中占比最大的影響類(lèi)型。與其他地區(qū)的其他作物相比，結(jié)果有所不同，比如在華北平原的冬小麥生產(chǎn)體系中，影響最大的能源消耗、環(huán)境酸化[28];在京郊的陸地蔬菜生產(chǎn)體系中，富營(yíng)養(yǎng)化、環(huán)境酸化以及溫室氣體排放的影響相對(duì)較大[29]，這與火龍果生產(chǎn)體系中肥料尤其是氮肥的過(guò)量施用有密切關(guān)系。據(jù)報(bào)道，火龍果優(yōu)化施氮量?jī)H為57.0 kg/hm2[13]，而本研究中農(nóng)戶(hù)的總施氮量為806 kg/hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于優(yōu)化施氮量，過(guò)量施氮導(dǎo)致大量的NO3淋失[30]、NOX排放[31]與氨揮發(fā)[32]，同樣，過(guò)量的氮肥生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的CO2[33]，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的溫室氣體排放。所以，優(yōu)化減少肥料的施用是減少火龍果生產(chǎn)體系環(huán)境影響的重要措施。

農(nóng)資生產(chǎn)階段的能源消耗、溫室氣體排放以及所帶來(lái)的環(huán)境酸化潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于農(nóng)作物種植環(huán)節(jié)。以氮肥生產(chǎn)為例，據(jù)報(bào)道，我國(guó)70%的氮肥生產(chǎn)都是以煤為燃料，在以煤為燃料的尿素生產(chǎn)中，中型氮肥企業(yè)噸氨需要消耗原料煤、燃料煤、電分別是1017 kg、940 kg和1423 kWh，而1 t尿素需要消耗氨590 kg、燃料煤900 kg和電193 kWh。消耗量遠(yuǎn)大于以天然氣為原料的國(guó)際水平，肥料生產(chǎn)企業(yè)向來(lái)是我國(guó)的耗能大戶(hù)和重點(diǎn)治污單位[31]。因此，如何從肥料生產(chǎn)的角度減少環(huán)境影響是減少火龍果生產(chǎn)體系環(huán)境影響的另一個(gè)手段。

綜上，在火龍果種植面積迅速增加的同時(shí)，其對(duì)環(huán)境的影響應(yīng)該越來(lái)越引起大眾的關(guān)注，基于本文研究結(jié)果，給予火龍果種植以下建議：

（1）優(yōu)化火龍果施肥中氮磷鉀的施用量，其中氮肥用量可在現(xiàn)有施肥量基礎(chǔ)上減少30%～40%，磷肥減少10%～20%，鉀肥減少10%～15%，以此減少肥料過(guò)量施用帶來(lái)的環(huán)境影響，同時(shí)，減少化肥的過(guò)量施用也是從肥料生產(chǎn)角度減少其對(duì)環(huán)境影響的重要舉措;

（2）結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，病蟲(chóng)草害的防治掌握最佳的防治時(shí)間，最佳的防治方式，最有針對(duì)性的防治藥劑，盡可能的減少農(nóng)藥的投入量，以此減輕其帶來(lái)的環(huán)境代價(jià)。

生命周期系統(tǒng)邊界、管理技術(shù)以及產(chǎn)量等對(duì)功能單位環(huán)境影響潛值都有很大的影響。本研究以樹(shù)齡為2 a的火龍果為研究對(duì)象，并未進(jìn)入火龍果的豐產(chǎn)時(shí)期，而且不涉及建園初期的大量物資投入，同時(shí)系統(tǒng)邊界終止于產(chǎn)品輸出，不涉及銷(xiāo)售階段，若擴(kuò)展系統(tǒng)邊界為建園初期至銷(xiāo)售點(diǎn)，則會(huì)形成新的研究結(jié)果。其次，由于資料的局限性，未考慮農(nóng)資子系統(tǒng)土地資源的消耗和相關(guān)廠房設(shè)備、建筑設(shè)施和運(yùn)輸工具生產(chǎn)的環(huán)境影響;系統(tǒng)邊界還有待進(jìn)一步擴(kuò)展，系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)還有待進(jìn)一步完善。

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