金線蓮杉木林下仿野生栽培的環(huán)境影響分析

黃小云， 黃秀聲*， 陳源泉， 林曉紅， 韓海東， 馮德慶， 羅濤

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建省丘陵地區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，福州 350013；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，北京 100193； 3.福建省大田縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，福建 三明 366100）

金線蓮（Anoectochilus roxburghii）為蘭科開唇蘭屬珍稀藥用植物，全草入藥，主要分布于我國福建、浙江、廣東等南方地區(qū)[1]。金線蓮生境條件特殊[2-3]，其種子無胚乳，只有當共生真菌入侵后才能萌發(fā)[4]，自然條件下繁殖速度較慢，加之森林破壞和人為過度采挖，其野生資源銳減。為保護野生資源，同時促進林下經(jīng)濟發(fā)展，發(fā)展林藥模式是實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的重要方式。近年來，隨著金線蓮藥食兩用價值的逐步挖掘[5]，其市場需求量進一步增加。金線蓮組培技術(shù)不斷發(fā)展成熟，使其大規(guī)模人工仿野生栽培成為可能[6]。該栽培模式是根據(jù)金線蓮的生長習性，利用林地資源，人為創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境。不僅可減輕短期栽培對金線蓮品質(zhì)的影響，實現(xiàn)藥材的“道地性”[7]，而且不與糧爭地，充分利用林下空間，實現(xiàn)森林資源的高效利用，已成為我國南方極具特色的種植模式。

在國家農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，金線蓮產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大的同時，其生產(chǎn)過程對環(huán)境產(chǎn)生的影響及產(chǎn)品的安全性問題不容忽視。目前，金線蓮組培苗規(guī)?；a(chǎn)過程中為創(chuàng)造和維持適宜的溫度、光照等條件，需消耗大量的電力資源[8]。這些人工輔助能的投入對該系統(tǒng)的環(huán)境影響需進行綜合評估。因此，本研究擬應(yīng)用生命周期評價法（life cycle assessment，LCA）評估金線蓮林下仿野生栽培的環(huán)境影響，具有較強的針對性和現(xiàn)實意義。

LCA 是用于評價產(chǎn)品（或服務(wù)）生命周期所有階段對環(huán)境產(chǎn)生影響的方法[9]，包括目標和范圍定義、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋[10]。20世紀90 年代，LCA 開始運用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，建立了相應(yīng)的評價體系并迅速發(fā)展[11]。目前國內(nèi)外種植業(yè)運用LCA 的研究主要集中在三大糧食作物（小麥、玉米、水稻）的單作、輪作等生產(chǎn)過程[12-13]。胡乃娟等[12]應(yīng)用LCA 評價江蘇南京地區(qū)稻-麥輪作系統(tǒng)的資源消耗和污染物排放，水稻和小麥的環(huán)境影響主要是富營養(yǎng)化和水體毒性。楊肖等[13]評價了甘肅省張掖市三縣區(qū)的制種玉米環(huán)境影響，發(fā)現(xiàn)化肥的生產(chǎn)和施用對環(huán)境產(chǎn)生了顯著影響。?？┑萚14]研究發(fā)現(xiàn)，沈陽地區(qū)水稻生產(chǎn)對環(huán)境影響潛力最大的是水體毒性，減少化肥和農(nóng)藥用量是控制水稻生產(chǎn)潛在環(huán)境影響的關(guān)鍵。Nunes 等[15]運用LCA比較了巴西地區(qū)2種種植制度下水稻的溫室氣體排放，結(jié)果表明有機耕作的排放量高于保護性耕作，分別為35.53 和15.80 kg CO2-eq·kg-1。

本文以南方特色的杉木林下仿野生栽培金線蓮為例，探討該林藥模式全生命周期的資源消耗和環(huán)境影響，可直觀反映生產(chǎn)各個過程的影響，有助于反推相應(yīng)的改進措施，為該模式的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 系統(tǒng)邊界及影響類型劃分

本研究以生產(chǎn)1 kg 的金線蓮干品作為系統(tǒng)評價的功能單元，評價金線蓮林下仿野生栽培生產(chǎn)系統(tǒng)從原料生產(chǎn)到作物種植過程中的環(huán)境污染物排放。本研究生產(chǎn)系統(tǒng)的起始邊界為化石原料和能源的開采，終止邊界為作物種植輸出金線蓮產(chǎn)品和污染物。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點，將金線蓮林下仿野生栽培模式生產(chǎn)系統(tǒng)分為包括組培苗、有機肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)的農(nóng)資生產(chǎn)子系統(tǒng)和種植全過程的農(nóng)作生產(chǎn)子系統(tǒng)2 部分，如圖1 所示。以能源消耗（primary energy demand, PED）、土地利用（land use, LU）、淡水消耗（water use, WU）、全球變暖（global warming potential，GWP）、環(huán)境酸化（acidification potential， AP） 、 富 營 養(yǎng) 化（eutrophication potential，EP）、人體毒性（human toxicity，HT）、水體毒性（water toxicity，WT）、土壤毒性（soil toxicity，ST）作為系統(tǒng)評價的指標。

圖1 林下仿野生栽培金線蓮LCA系統(tǒng)邊界Fig.1 LCA system boundary for Anoectochilus roxburghii cultivated under forest

1.2 區(qū)域概況和數(shù)據(jù)來源

福建省寧德市霞浦縣位于26°25′—27°07′N、119°46′—120°26′E 之間，屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫18.6 ℃，年降雨量1 100~1 800 mm，全年無霜期230～365 d，年平均日照1 899.2 h。地勢由西北向東南呈3 級階梯狀下降。林業(yè)用地9.93 萬hm2，森林覆蓋率36%[16]。試驗地位于霞浦縣楊梅嶺國有林場的杉木林下，土壤基本理化性質(zhì)如下：有機質(zhì)51.70 g·kg-1，全氮1.85 g·kg-1，全磷0.58 g·kg-1，全鉀14.6 g·kg-1，pH 4.60。本研究數(shù)據(jù)主要來自該基地2016—2019 年試驗數(shù)據(jù)，試驗地使用400 kg·hm-2的生石灰進行土壤消毒，種植地畦寬1.2 m。牛糞有機肥用量為15 t·hm-2，其基本理化性質(zhì)如下：含水率40%，總氮17.5 g·kg-1，總磷6.2 g·kg-1，總鉀9.8 g·kg-1。

金線蓮組培苗為福建金線蓮紅霞，購自泉州市金草生物技術(shù)有限公司，種植前用多菌靈（carbendazim，有效成分40%）600 倍液進行消毒，涼干后定植，種植規(guī)格為(5~6) cm×(5~6) cm，種植時間為180 d。

林下栽培主要農(nóng)資和能耗情況如下：①采用竹條搭建小拱棚，其上覆蓋塑料薄膜和遮陽網(wǎng)，兩者制作原料為高密度聚乙烯（high density polyethylene,HDPE）；②采用微噴設(shè)施進行水分管理，微噴頭流量為30 L·h-1，安裝數(shù)量為7 160 套·hm-2，雨季和晴天噴灌時間間隔不同，平均每7 d 噴灌1 次，每次1 h，用電為950 kWh·hm-2；③施用的肥料為牛糞有機肥；使用的農(nóng)藥主要有多菌靈、代森鋅（zineb，有效成分80%）和高效氯氰菊酯（cypermethrin，有效成分5%）；④汽油消耗來源于農(nóng)藥噴施小型機器的使用；⑤金線蓮采收、清洗，待其萎蔫后，用功率為1.2 kWh的鼓風干燥箱分批烘干。

此外，根據(jù)3 年的實測數(shù)據(jù)，組培苗產(chǎn)品合格率取83%，金線蓮林下仿野生種植的成活率取72%，組培苗單株鮮重取1.5 g，采收的金線蓮單株鮮重取2.0 g，折干率取13%。金線蓮組培苗生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)來源于劉丹[8]的研究結(jié)果，組培苗平均運輸距離為332 km。田間管理按照福建金線蓮林下仿野生栽培技術(shù)執(zhí)行[17]。林下仿野生栽培金線蓮和組培苗生產(chǎn)過程的物質(zhì)投入情況見表1和表2。

表1 林下仿野生生產(chǎn)1 kg金線蓮干品的投入Table 1 Input for 1 kg of dried Anoectochilus roxburghii cultivated under forest

表2 金線蓮組培苗生產(chǎn)物質(zhì)的投入產(chǎn)出Table 2 Input and output for Anoectochilus roxburghii tissue culture plantlets

1.3 清單分析與參數(shù)選擇

1.3.1農(nóng)資生產(chǎn)子系統(tǒng) 農(nóng)資生產(chǎn)包括組培苗、塑料薄膜、遮陽網(wǎng)、有機肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)及運輸過程中的能耗和污染物排放，主要通過查閱相關(guān)文獻和LCA 數(shù)據(jù)庫。其中，電力、汽油等農(nóng)資生產(chǎn)的能耗和污染物排放參考梁龍[18]的研究結(jié)果；化學(xué)試劑、有機肥、農(nóng)藥和馬鈴薯生產(chǎn)的能耗和污染物排放則取自荷蘭萊頓大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心開發(fā)的SimaPro7.1 軟件系統(tǒng)；香蕉、白糖、瓊脂生產(chǎn)的能耗和污染物排放分別參考相關(guān)LCA 研究結(jié)果[19-21]。組培苗生產(chǎn)過程培養(yǎng)基原料較多，本研究對重量小于0.1%產(chǎn)品重量的物料忽略其上游生產(chǎn)數(shù)據(jù)，總忽略物料重量比為0.164%。相關(guān)的固定資產(chǎn)如廠房設(shè)備、噴灌設(shè)施、運輸工具產(chǎn)生的環(huán)境影響未予考慮。

1.3.2農(nóng)作生產(chǎn)子系統(tǒng) 農(nóng)作生產(chǎn)包括種植過程中系統(tǒng)排放的污染物，主要通過林下栽培試驗及相關(guān)文獻獲取。研究表明，施用有機肥的氨揮發(fā)貢獻率為20%~30%[22]，硝態(tài)氮（NO3-N）淋失率為1.4%~5.2%[23]。因此，金線蓮種植過程氮損失參數(shù)選擇如下：肥料氨（NH3-N）揮發(fā)取氮素投入總量的20%，氮淋失取氮素投入總量的3.3%，氧化亞氮（N2O-N）和氧化氮（NOX-N）的排放采用Brentrup 等[11]和Mosier 等[24]的研究結(jié)果，直接從土壤中揮發(fā)的N2O-N占總氮投入的1.25%，同時每向空氣揮發(fā)1 kg NH3-N和向水體流失1 kg NO3-N，間接揮發(fā)的N2O-N 分別為0.01 和0.025 kg，NOX-N 的揮發(fā)系數(shù)為N2O-N的10%。

磷流失參數(shù)選擇采用Gaynor等[25]的研究成果，磷（PO4-P）流失為肥料投入總量的1%。重金屬污染僅考慮肥料帶入系統(tǒng)的銅（Cu）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鋅（Zn）等重金屬對環(huán)境的影響，相關(guān)參數(shù)為實測數(shù)據(jù)，即Cu 49.41 mg·kg-1，Cd 2.25 mg·kg-1，Pb 2.56 mg·kg-1，Zn 150.09 mg·kg-1；此外，由于金線蓮為全草食用，因此考慮金線蓮離開生產(chǎn)系統(tǒng)攜帶的重金屬，相關(guān)參數(shù)為實測數(shù)據(jù)，即Cu 6.74 mg·kg-1，Zn 0.24 mg·kg-1，Cd 2.90 mg·kg-1，As 0.24 mg·kg-1。農(nóng)藥進入大氣、水體和土壤的污染物參數(shù)采用Van Calker 等[26]的研究結(jié)果，進入大氣、水體和土壤的污染物分別以農(nóng)藥有效成分投入量的10%、1%和43%計算。

1.4 金線蓮林下仿野生栽培生產(chǎn)系統(tǒng)影響評價

金線蓮林下仿野生栽培生產(chǎn)系統(tǒng)的影響評價主要包括特征化、標準化和加權(quán)評估3部分。

1.4.1特征化 即將環(huán)境類型的各影響因子統(tǒng)一用某個影響因子來表示，實現(xiàn)各影響因子量綱上的統(tǒng)一，方便對影響因子進行比較，環(huán)境影響類型及排放物質(zhì)的當量系數(shù)參考鄧南圣等[27]研究結(jié)果。全球變暖（GWP）以CO2為參照物，CO、CH4、NOX的當量系數(shù)分別為2、21、310；環(huán)境酸化（AP）以SO2為參照物，NOX、NH3的當量系數(shù)分別為0.70、1.88；富營養(yǎng)化（EP）以PO-4為參照物，化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）、NH3、NO3、總磷（total phosphorus，Ptot）的當量系數(shù)分別為0.02、0.33、0.10、3.06；人體、水體和土壤毒性（HT、WT 和ST）以1,4-二氯苯（1,4-dichlorobenzene,1,4-DCB）為參照物，農(nóng)藥和重金屬Cu、Pb、Zn 等的當量系數(shù)參考Huijbregts 等[28]對181 種有害物質(zhì)的毒性潛力評估結(jié)果。各項環(huán)境影響的特征化結(jié)果可根據(jù)公式（1）進行計算。式中，EP(x)表示系統(tǒng)某種環(huán)境影響的特征化結(jié)果；EP(x)i表示第i種影響因子對第x種環(huán)境影響潛值，Q(x)i表示第i種影響因子排放量，EF(x)i表示第i種影響因子對第x種環(huán)境影響的當量系數(shù)。

1.4.2標準化 標準化即將不同范圍的環(huán)境影響在統(tǒng)一的標準下研究，以消除各環(huán)境影響在量綱和級數(shù)上的差異。本研究采用2000 年全球和1990 年中國人均環(huán)境影響潛力作為基準進行標準化處理[29-30]。各環(huán)境影響的標準化結(jié)果可根據(jù)公式（2）進行計算。

式中，Rx表示第x種潛在環(huán)境影響的標準化結(jié)果，EP(x)表示第x種潛在環(huán)境影響的特征化結(jié)果，S表示選定某年的基準值。

1.4.3加權(quán)評估 將不同的環(huán)境影響類型賦予一定的權(quán)重，具體化為對某地區(qū)或國家的影響。本研究采取王明新等[31]研究中通過專家組評議設(shè)置的權(quán)重系數(shù)，各環(huán)境類型權(quán)重系數(shù)為能源消耗0.15、全球變暖0.12、環(huán)境酸化0.14、富營養(yǎng)化0.12、人體毒性0.14、水體毒性0.11、土壤毒性0.09。各環(huán)境影響的標準化結(jié)果可根據(jù)公式（3）進行計算。

式中，EI表示系統(tǒng)的環(huán)境影響值，Wx表示第x種潛在環(huán)境影響的權(quán)重系數(shù)，Rx表示第x種潛在環(huán)境影響的標準化結(jié)果。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析和制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 清單分析

金線蓮林下仿野生栽培模式的生命周期清單分析主要包括能源、土地和水的資源利用和種植各環(huán)節(jié)的污染物排放，如表3 所示。每生產(chǎn)1 kg金線蓮，系統(tǒng)的能源消耗和主要污染物排放以農(nóng)資系統(tǒng)為主，占比達75.89%以上。農(nóng)資、農(nóng)作系統(tǒng)均投入較多水資源用于農(nóng)資生產(chǎn)和灌溉，分別占重量的53.96%和46.04%。

表3 林下仿野生金線蓮生命周期清單匯總Table 3 Life cycle inventories for Anoectochilus roxburghii cultivated under forest

2.2 影響評價

2.2.1標準化與分類分析 金線蓮林下仿野生栽培模式的清單數(shù)據(jù)經(jīng)特征化、標準化后的計算結(jié)果見表4。林下仿野生生產(chǎn)1 kg 金線蓮對環(huán)境影響較大的是水體毒性、富營養(yǎng)化、全球變暖和能源消耗，所產(chǎn)生的水體毒性、富營養(yǎng)化、全球變暖和能源消耗潛力分別相當于我國和世界人均環(huán)境影響潛力的109.88%、75.19%、35.02% 和29.37%。從土地資源消耗來看，將占用的林地折算為耕地，生產(chǎn)1 kg 金線蓮僅占用耕地0.58 m2。金線蓮農(nóng)資和農(nóng)作生產(chǎn)系統(tǒng)的各項投入所產(chǎn)生的能源消耗、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環(huán)境影響潛力占比見圖2。

表4 林下仿野生金線蓮生命周期評價標準化結(jié)果Table 4 Life cycle environmental impact characteristics results of Anoectochilus roxburghii cultivated under forest

圖2 林下仿野生金線蓮生產(chǎn)各項投入所占比重分析Fig.2 Analysis of the proportion of various production inputs of Anoectochilus roxburghii cultivated under forest

2.2.2不可再生資源消耗 由表4 可知，金線蓮生產(chǎn)過程不可再生資源的消耗主要發(fā)生在農(nóng)資生產(chǎn)階段，占整個生命周期能耗的95.28%（圖2），組培苗生產(chǎn)耗能占系統(tǒng)能源的93.48%。農(nóng)作生產(chǎn)階段能源消耗相對較小。

2.2.3環(huán)境負荷 結(jié)合表4和圖2可以看出，每生產(chǎn)1 kg 金線蓮所造成的全球變暖（GWP）是2 405.83 kg CO2-eq，其中農(nóng)資系統(tǒng)占95.23%，農(nóng)作系統(tǒng)為4.77%。經(jīng)特征化計算，農(nóng)資系統(tǒng)中CO2和NOx對環(huán)境變暖影響作用最大，兩者比重合計為95.17%。各項生產(chǎn)投入占比為組培苗>電力>塑料薄膜、遮陽網(wǎng)，三者對全球變暖的影響分別占總量的94.62%、4.65%和0.55%。每生產(chǎn)1 kg 金線蓮造成的環(huán)境酸化（AP）是4.99 kg SO2-eq，其中農(nóng)資系統(tǒng)占93.11%，農(nóng)作系統(tǒng)為6.89%。經(jīng)特征化計算，農(nóng)資系統(tǒng)中SOx和NOx對環(huán)境酸化影響作用最大，兩者比重合計為93.11%。組培苗生產(chǎn)對環(huán)境酸化的影響最大，占總量的91.99%，其次為電力和有機肥，分別占總量的4.48%和2.30%。每生產(chǎn)1 kg 金線蓮造成的環(huán)境富營養(yǎng)化（EP）是1.43 kg PO4-eq，其中農(nóng)資系統(tǒng)占93.19%，農(nóng)作系統(tǒng)為6.81%。組培苗生產(chǎn)對富營養(yǎng)化的影響最大，占總量的92.11%，其次為電力和有機肥，分別占總量的4.40%和2.06%。

每生產(chǎn)1 kg 金線蓮造成的人體毒性、水體毒性和土壤毒性分別為1.32、5.31 和1.09 kg 1,4-DCB-eq。從環(huán)境和人體毒性影響因子來看，農(nóng)資系統(tǒng)對人體毒性影響最大，占99.46%；農(nóng)作系統(tǒng)的農(nóng)藥投入和農(nóng)資重金屬對水體毒性貢獻率較大，分別占比68.63%和31.26%；農(nóng)作的農(nóng)藥投入對土壤毒性貢獻率最大，達98.89%（表4）。組培苗生產(chǎn)對人體毒性影響最大，占99.46%；水體毒性主要來源于農(nóng)藥和有機肥，占比分別為68.63%和31.26%；土壤毒性主要來源于農(nóng)藥，占比為98.89%（圖2）。

2.3 加權(quán)評估

將林下仿野生栽培金線蓮的7 種環(huán)境影響潛值進行加權(quán)處理（圖3），金線蓮生產(chǎn)的環(huán)境影響綜合指數(shù)為0.327 6，分類指數(shù)排序為水體毒性>富營養(yǎng)化>能源消耗>全球變暖，以人體毒性最低。

圖3 金線蓮生命周期生態(tài)環(huán)境影響潛值加權(quán)結(jié)果Fig.3 Weighted indices of life cycle environmental impacts of Anoectochilus roxburghii

3 討論

南方特色林下仿野生栽培金線蓮模式充分利用林下空地，不與糧爭田、不與樹爭林，是解決土地資源不足的一種有效措施，具有巨大的推廣潛力。從水資源來看，金線蓮生產(chǎn)的水資源消耗在農(nóng)資和農(nóng)作系統(tǒng)的占比相近，主要來源于組培苗生產(chǎn)過程培養(yǎng)基配制消耗用水和種植過程灌溉耗水，金線蓮仿野生種植環(huán)境濕度以65%~85%為宜[4]，因此在農(nóng)作生產(chǎn)階段需耗用大量的淡水資源以維持適宜的環(huán)境濕度。金線蓮的水分管理可在實際生產(chǎn)時通過覆蓋塑料薄膜等措施進行保濕。金線蓮生產(chǎn)過程不可再生資源的消耗主要發(fā)生在農(nóng)資生產(chǎn)階段，主要是由于金線蓮組培苗生產(chǎn)耗費了大量的電力能源，工廠化組培苗生產(chǎn)中，因滅菌、照明、控溫控濕等操作會消耗大量的電力，約占組培苗成本的45%[32]。農(nóng)作生產(chǎn)階段能源消耗主要是由于抽水灌溉耗費的電力。因此，提高能量效率主要集中在上述2 個電力消耗環(huán)節(jié)。生產(chǎn)上可從減少控溫、照明用電來降低能耗，例如利用自然光代替人工光照、采用保溫墻體、合理安排生產(chǎn)周期等方法[32]。林下仿野生栽培金線蓮對全球變暖、環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化的影響潛力均以農(nóng)資系統(tǒng)為主，占比均大于93%，且以組培苗占比最高，主要是由于組培苗階段投入的電力較多，從而間接產(chǎn)生了大量的CO2、NOx、SOx和Ptot等污染物。

金線蓮林下仿野生栽培模式的環(huán)境綜合影響指數(shù)為0.327 6，低于我國三大主糧作物（小麥、玉米和水稻）的相關(guān)研究數(shù)據(jù)，華北平原的冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)中小麥和玉米的生命周期環(huán)境影響綜合指數(shù)分別為0.687 3 和0.330 6[33]；制種玉米生產(chǎn)過程相關(guān)投入相對較大，其在張掖市甘州區(qū)、高臺縣和臨澤縣的環(huán)境綜合影響指數(shù)分別為0.308 0、0.538 1 和1.259 5[13]；長江中下游稻-麥輪作系統(tǒng)中水稻和小麥的環(huán)境綜合影響指數(shù)分別為0.441 0 和0.598 0[12]。但在環(huán)境負荷類別上區(qū)別較大，本研究中潛在影響排序為水體毒性>富營養(yǎng)化>能源消耗，而三大主糧作物的環(huán)境影響主要為富營養(yǎng)化、環(huán)境酸化和水體毒性，其中華北平原麥玉輪作系統(tǒng)中小麥的潛在影響排序為富營養(yǎng)化>水體毒性>環(huán)境酸化，玉米則是富營養(yǎng)化>環(huán)境酸化>水體毒性[33]；張掖市制種玉米的潛在影響排序為富營養(yǎng)化>環(huán)境酸化>全球變暖[13]；長江中下游稻-麥輪作系統(tǒng)中水稻和小麥的潛在影響排序分別為富營養(yǎng)化>水體毒性>環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化>水體毒性>土壤毒性[12]。

金線蓮林下仿野生栽培模式具有較大的潛在環(huán)境影響，水體毒性已經(jīng)超過世界人均基準值的1.1 倍，富營養(yǎng)化為0.75。其中，水體毒性主要來源于農(nóng)藥和有機肥，其中農(nóng)藥的高水體毒性源于使用的殺菌劑氯氰菊酯和多菌靈，兩者的當量系數(shù)高達7.9×106和3.8×104kg 1,4-DCB-eq，而有機肥中的重金屬Cd 和Cu 的水體毒性當量系數(shù)也較高，分別為1 500 和1 200 kg 1,4-DCB-eq[28]。金線蓮生長在濕度較高的環(huán)境且種植密度大，其主要病害為莖腐病、炭疽病和猝倒病等，種植戶常用多菌靈、代森鋅等殺菌劑和高效氯氰菊酯等殺蟲劑進行防治[17]。鑒于農(nóng)藥的高水體、高土壤毒性，可考慮通過選育抗病蟲害能力強的品種、篩選低毒低殘留的新型農(nóng)藥、采用綜合防治替代單一化學(xué)防治、合理用藥以防產(chǎn)生抗藥性等策略來減少農(nóng)藥對環(huán)境的不利影響。此外，有機肥中重金屬的鈍化處理和施肥方式的合理采用也是緩解潛在環(huán)境毒性影響的有效手段。在大部分的作物生產(chǎn)系統(tǒng)中，氮肥的大量施用造成氨揮發(fā)和硝態(tài)氮淋失嚴重，是導(dǎo)致潛在富營養(yǎng)化的主要原因[12-13,33]。本研究中富營養(yǎng)化的主要來源是組培苗生產(chǎn)投入的大量電力，由于電力生產(chǎn)過程排放的大量污染物如Ptot、NH3等引起的。因此，在主要的電力消耗環(huán)節(jié)提高能量利用效率是減少富營養(yǎng)化潛在影響的有效手段。