中国水稻食物系统碳足迹结构组成和地区差异

水稻是中国及全球食物系统的重要组成部分,以食物系统视角研究其生命周期碳足迹对实现水稻食物系统低碳转型和绿色发展具有重要意义。该研究基于中国2018年22个水稻主产省份的统计数据,结合生命周期评估(LCA)法和国际水稻研究所(IRRI)开发的CF-Rice水稻碳足迹计算工具,计算并分析了中国水稻食物系统“从摇篮到销售”的碳足迹及其结构组成、地区差异和水稻类型差异。结果表明:1)以单位产量碳足迹进行比较(以CO_(2) eq计),晚籼稻(2.31 kg∙kg^(-1))>中籼稻(1.32kg∙kg^(-1))>粳稻(1.13kg∙kg^(-1))>早籼稻(1.08kg∙kg^(-1));以单位面积碳足迹进行比较(以CO_(2)eq计),晚籼稻(9.15×10^(3) kg∙hm^(-2))>中籼稻(6.34×10^(3)kg∙hm^(-2))>粳稻(5.56×10^(3)kg∙hm^(-2))>早籼稻(4.16×10^(3)kg∙hm^(-2));2)稻田甲烷(CH_(4))是水稻食物系统碳足迹最主要的组成部分,占36.2%-71.5%,其次是施肥,占8.69%-20.0%,收获环节占8.41%-18.5%,产前环节占4.97%-12.1%,机械作业、仓储、加工、包装和运输环节虽占比较小(均<10%)但也不容忽视;3)早籼稻、中籼稻和晚籼稻没有表现出明显的空间分布规律,而粳稻呈现出自北向南碳足迹增加的趋势,具体表现为:除山东外,东北地区(黑龙江、吉林、辽宁)和华北地区(内蒙古、河北)的粳稻碳足迹低于华东地区(安徽、江苏、浙江)、华中地区(河南、湖北)和西南地区(云南);4)从温室气体的构成来看,CH_(4)对水稻食物系统碳足迹的贡献率最高,达到20.1%-76.4%,其次为二氧化碳(CO_(2)),贡献率为21.1%-72.3%,氧化亚氮(N2O)的贡献率最低,仅有1.76%-10.7%。水稻食物系统碳足迹的地区和类型差异主要与气候条件、种植管理措施和排放因子有关,因此,控制稻田CH_(4)排放,优化水肥管理,减少能源消耗及粮食损失和浪费可有效降低水稻食物系统碳足迹。