《山西主要糧食作物碳足跡最佳化及其對氣候變化回響研究》是依託山西大學，由徐小明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：山西主要糧食作物碳足跡最佳化及其對氣候變化回響研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐小明
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
農田土壤具有巨大的碳匯潛力，同時會釋放CO2、CH4、N2O等溫室氣體，在氣候變化的研究中具有重要的意義。以往研究對作物生產的碳足跡進行了估算，並相應地提出了一些定性減排措施，但其實施性和效果不佳；碳足跡對氣候變化的回響如何也未見報導。因此，本研究擬以氣候變化敏感區——山西為研究區，在野外監測和實驗室測試的基礎上，採用多模型對比的方法，檢驗各模型的模擬精度和敏感性，確定最優模型。計算不同作物的溫室氣體排放強度，評價作物生產全生命周期的碳足跡。以正交試驗法模擬最優碳足跡，提出定量碳減排措施，分析作物生產碳足跡對氣候變化的回響。本研究在探索農作物的定量碳減排措施、闡明碳足跡對氣候變化的回響規律等方面具有一定新意。研究成果對於明確作物生產的總碳排放情況、改進區域農田管理制度、促進區域農田碳減排等方面具有一定理論價值與現實意義。
結題摘要
農田對氣候變化的研究意義重大，其土壤具有固碳的潛力，但也會釋放一些溫室氣體。碳足跡是評估農作物溫室氣體排放的一個綜合評價指標，通過碳足跡的估算可以提出相應的減排措施，但以往研究提出的措施多為定性的，較難實施與推廣，同時，氣候變化將如何影響碳足跡的研究也未見報導。本研究以山西為研究區，構建了統一的生命周期評價體系，評價了作物生產全生命周期的碳足跡，並以此為基礎，將生命周期評價體系擴展到多種動物、植物以及加工產品的碳足跡中，克服了以往研究中不同種產品的碳足跡難以比較的缺點。針對作物的碳足跡在不同時空尺度上的差異性問題，本研究在完成原研究計畫的基礎上開展了糧食作物碳足跡的時空變化規律及影響因素研究，將研究的時間尺度擴大到了10年，空間尺度擴展到了整箇中國。此外，本研究以冬小麥為例，構建了山西省糧食作物碳足跡的最佳化模型，並利用非線性規劃的方法對冬小麥生產的碳足跡進行最佳化，提出了實現增產減排的定量措施。最後，本研究建立了碳足跡對氣候變化的回響模型，並基於IPCC第五次工作報告中提出的典型濃度路徑情景RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5分析了氣候變化下研究區山西省的糧食作物碳足跡的動態變化。本研究可為研究區實現農業溫室氣體減排提供基礎數據支持，為探索區域尺度的農田溫室氣體排放狀況提供科學依據，為實現農產品的增產減排目標提供切實可行的方案，具有重要的科學和現實意義。
