陳中督，徐春春，紀(jì) 龍，方福平

（中國水稻研究所，杭州 311300）

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，農(nóng)田碳氮循環(huán)對糧食生產(chǎn)具有深刻影響。據(jù)估計(jì)，2005年我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)共排放819 Tg CO2當(dāng)量 (CO2-eq)，占到全國溫室氣體排放總量的11%，其中，主要谷物 (水稻、小麥和玉米) 的生產(chǎn)成為我國主要的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放源[1]。此外，在2001—2010年期間，我國的作物生產(chǎn)中約有22.5%的氮肥用于生產(chǎn)水稻、小麥和玉米[2]。每年施用到農(nóng)田中的氮肥有相當(dāng)大比例被釋放到環(huán)境中，形成活性氮(Nr)，從而造成了一系列環(huán)境問題，例如空氣污染、平流層臭氧耗竭、富營養(yǎng)化等[3]。此外，次生空氣污染物 (如次生顆粒物) 的間接影響更大程度地關(guān)系到人類健康和周圍的生態(tài)系統(tǒng)[4]。目前，我國現(xiàn)階段的主要糧食生產(chǎn)過程中，資源和能源的高投入和低利用效率，促使氣候和環(huán)境進(jìn)一步惡化。因此，量化和評估碳和氮排放對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度，為緩解氣候變化和進(jìn)一步的環(huán)境問題提供一個(gè)潛在的解決方案，有助于提高公眾和決策者對環(huán)境友好型技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)。

現(xiàn)階段，足跡研究成為評價(jià)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境效益及生態(tài)功能的重要工具之一[5]。碳足跡作為應(yīng)對氣候變化、定量評價(jià)碳排放強(qiáng)度的計(jì)量手段得到廣泛應(yīng)用。碳足跡能反映人類活動(dòng)對地球環(huán)境的影響，表征人類活動(dòng)的溫室效應(yīng)代價(jià)[5]。目前，碳足跡已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，從國家、區(qū)域及產(chǎn)品的角度全面進(jìn)行了分析。氮足跡與碳足跡類似，起源于生態(tài)足跡，基于全球活性氮污染日趨嚴(yán)重的背景下提出，目的是用于定量評價(jià)人類生產(chǎn)活動(dòng)對活性氮排放的影響[3]，對全球減少活性氮危害等方面有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義。氮足跡借鑒了碳足跡的相關(guān)定義，目前其普遍定義為某種產(chǎn)品或者服務(wù)在其生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及消費(fèi)過程中直接或間接排放的活性氮的總和[6]。目前，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的氮足跡評價(jià)方法主要包括自上而下的投入產(chǎn)出法和自下而上的生命周期方法。投入產(chǎn)出法多用于宏觀尺度，而與之相比，生命周期法較多用于微觀尺度，具體到某個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)出。研究表明，通過不同方法的計(jì)算，氮足跡的結(jié)果會(huì)有一定的差異，如Xue等[7]基于LCA方法計(jì)算的墨西哥谷物生產(chǎn)氮足跡 (N-eq 2.65 g/kg)，而Pierer等[8]根據(jù)投入-產(chǎn)出法計(jì)算的奧地利谷物氮足跡為N-eq 21.9 g/kg。不同研究對農(nóng)作物生產(chǎn)的氮足跡測算結(jié)果存在差異。目前區(qū)域尺度作物氮排放的相關(guān)研究較少，針對作物全國尺度生產(chǎn)氮足跡以及排放清單的研究有助于更好地理解中國作物生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的影響和如何實(shí)現(xiàn)作物綠色健康生產(chǎn)。

我國長江中下游流域作物種植以稻麥輪作制度為主，每年稻麥生產(chǎn)產(chǎn)量占到全國谷物產(chǎn)量的30%左右，為我國糧食生產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)[9]。近年來，隨著農(nóng)資產(chǎn)品的大量投入和消耗，長江中游地區(qū)稻麥產(chǎn)量提高的同時(shí)，也伴隨著生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。因此，如何協(xié)調(diào)作物持續(xù)高產(chǎn)及友好型環(huán)境之間的矛盾，發(fā)展我國可持續(xù)性低碳高效綠色農(nóng)業(yè)成為國家及社會(huì)各界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，本研究基于大量的農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)，采用農(nóng)作物生產(chǎn)碳足跡及氮足跡模型，基于生命周期評價(jià)法系統(tǒng)分析了長江中游地區(qū)稻麥輪作生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡、氮足跡大小及其構(gòu)成，分析各組分貢獻(xiàn)率，并進(jìn)一步分析規(guī)?；?jīng)營方式的生態(tài)效應(yīng)，以期為實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)性綠色農(nóng)業(yè)提供理論支撐與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究的數(shù)據(jù)來源于江蘇、安徽稻麥輪作主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)戶走訪式問卷調(diào)查。研究團(tuán)隊(duì)于2016—2017年走訪了各省份2～3個(gè)縣市，每個(gè)縣市選擇2～3個(gè)村，隨機(jī)選出了20個(gè)左右的農(nóng)戶。調(diào)研共計(jì)收到農(nóng)戶調(diào)查問卷130份，有效問卷116份，問卷合格率達(dá)89%。問卷內(nèi)容主要包括播種面積、種子投入、化肥用量、灌溉耗電量、農(nóng)機(jī)投入消耗的柴油量和農(nóng)藥使用量等。

1.2 研究邊界

在本研究中，足跡的邊界為作物從播種到收獲整個(gè)生育期內(nèi)所排放的溫室氣體和活性氮。溫室氣體排放源包括投入種子、農(nóng)藥、化肥、機(jī)械和灌溉造成的間接碳排放總量，以及田間直接溫室氣體排放，包括CH4和N2O等。作物活性氮排放源主要來自各項(xiàng)農(nóng)資投入 (如肥料、農(nóng)膜、灌溉及其他機(jī)械柴油消耗等) 的潛在活性氮排放，以及作物生長發(fā)育階段田間活性氮的損失量，主要包括NH3揮發(fā)、N2O排放、和淋失等 (圖 1)。

圖1 稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡計(jì)算邊界Fig. 1 The system boundary of carbon footprint and nitrogen footprint in rice-wheat production system

1.3 碳足跡計(jì)算方法

本研究基于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的產(chǎn)品碳足跡技術(shù)規(guī)范計(jì)算水稻和小麥生產(chǎn)的碳足跡，通過以下公式計(jì)算[10-11]：

式中，CF為作物生產(chǎn)單位面積碳足跡 (CO2-eq kg/hm2)；n表示該作物從播種到收獲整個(gè)過程消耗的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料種類和農(nóng)事操作 (化肥、農(nóng)藥、柴油等)；表示某種農(nóng)資的消耗量 (kg)；mC表示某種農(nóng)資的溫室氣體排放參數(shù)。各項(xiàng)農(nóng)資投入的溫室氣體排放因子 (或活性氮排放因子) 來源于由億科環(huán)境科技研發(fā)，包含中國本地化的生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(Chinese life cycle database，CLCD) 的生命周期評價(jià)軟件eBalance v3.0 (表1)。土壤CH4和N2O排放采用2006年IPCC國家溫室氣體清單指南進(jìn)行估算[12]。計(jì)算過程中的排放因子和參數(shù)均來源于2006年IPCC國家溫室氣體清單指南。

表1 農(nóng)業(yè)投入資料的溫室氣體排放系數(shù)和活性氮排放系數(shù)Table 1 Emission coefficients of GHG and active nitrogen of different materials for agricultural production

1.4 氮足跡計(jì)算方法

氮足跡計(jì)算方法依據(jù)《環(huán)境管理—生命周期評價(jià)—要求和指南》生命周期評價(jià)要求，通過荷蘭萊頓大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究所 (Institute of Environmental Sciences，CML) 提供的方法，將不同形態(tài)的活性氮轉(zhuǎn)化為富營養(yǎng)化潛勢以便求和計(jì)算[9]：

式中，NF為作物生產(chǎn)單位面積氮足跡 (N-eq kg/hm2)；表示某種農(nóng)資的消耗量 (kg)；mN表示某種農(nóng)資的活性氮排放參數(shù) (表1)。NH3揮發(fā)、N2O排放、NO3-和NH4+淋失產(chǎn)生的氮足跡值計(jì)算方法參考ISO 14044[13]，通過相應(yīng)的農(nóng)田施氮量損失系數(shù)，將不同形態(tài)的活性氮轉(zhuǎn)化為富營養(yǎng)化潛勢進(jìn)行估算，計(jì)算方法如下：

式中，N為氮肥施用量 (kg/hm2)；是氮肥投入引起的N2O直接排放的排放因子 (N2O-N 0.003 kg/kg)；?是NH3揮發(fā)氮損失系數(shù)，水稻為0.350，小麥為0.275[14-15]；為淋溶系數(shù)，水稻為0.60，小麥為0.295；為NH4+淋溶系數(shù)，水稻為0.19，小麥為0.02 (以上系數(shù)來源于《肥料流失系數(shù)手冊》)；44/28、17/14、62/14和18/14分別為N2O與N2ON分子量之比、NH3與NH3-N分子量之比、與分子量之比、和分子量之比。0.476、0.833、0.238和0.786分別為N2O、NH3、和的富營養(yǎng)化系數(shù)，該部分系數(shù)來源于CML2002[16]。1000為單位換算系數(shù) (g/kg)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用 Excel 2011和 Spss17.0 (SPSS Inc.，Chicago，IL，US) 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel 2011和Sigmaplot 12制作圖表，多重比較采用LSD法。逐步回歸是將自變量逐個(gè)引入模型，每引入一個(gè)解釋變量后都要進(jìn)行F檢驗(yàn)，并對已經(jīng)選入的解釋變量逐個(gè)進(jìn)行t檢驗(yàn)，當(dāng)原來引入的解釋變量由于后面的解釋變量的引入變得不再顯著時(shí)，則將其刪除，以確保每次引入新的變量之前回歸方程中只包含顯著性變量。各自變量的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)可直接用于比較其對因變量的相對重要性。

2 結(jié)果與分析

2.1 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳排放和氮排放大小及構(gòu)成

表2可以看出，水稻、小麥和稻麥系統(tǒng)農(nóng)資投入的平均溫室氣體排放量分別為CO2-eq 1605.5、1265.5和2870.9 kg/hm2。其中，肥料是農(nóng)資投入溫室氣體排放的第一大排放源，水稻、小麥和稻麥系統(tǒng)肥料投入分別占總農(nóng)資投入溫室氣體排放量的49.2%、49.7%和49.4%，不同形式的肥料的溫室氣體排放量表現(xiàn)為氮肥 〉 磷肥 〉 鉀肥。繼肥料之后，柴油是貢獻(xiàn)最大的農(nóng)資溫室氣體排放源，貢獻(xiàn)率介于31%～46%之間，小麥占比顯著高于水稻占比。水稻生產(chǎn)過程中農(nóng)膜使用所帶來的溫室氣體排放量較大，稍高于種子生產(chǎn)碳足跡。小麥生產(chǎn)不需要農(nóng)膜覆蓋，導(dǎo)致最后的農(nóng)資投入溫室氣體排放較低。農(nóng)藥 (除草劑、殺蟲劑和殺菌劑) 排放的溫室氣體排放量最低，其中，殺蟲劑和殺菌劑所占比例較大。氣體排放的增溫潛勢分別為CO2-eq 3413.0、1444.8和4857.8 kg/hm2。生育期內(nèi)CH4排放量為水稻溫室氣體排放的最大貢獻(xiàn)來源，而N2O排放是小麥溫室氣體排放的最大貢獻(xiàn)來源，分別占到各自排放總量的60%和53.3%。水稻和小麥生產(chǎn)農(nóng)資投入活性氮排放與溫室氣體排放有所差別，貢獻(xiàn)率以肥料氮排放最高，肥料分別占水稻和小麥總農(nóng)資投入活性氮排放的86%和85.2%，不同形式的化肥活性氮排放量表現(xiàn)為氮肥 〉 鉀肥 〉 磷肥，其中氮肥達(dá)到肥料活性氮排放的92%以上。其次，柴油投入所占比例較大，水稻、小麥和稻麥系統(tǒng)柴油投入和燃燒產(chǎn)生的活性氮排放分別為N-eq 0.471、0.544和1.015 kg/hm2，平均占比為12%左右。稻麥生產(chǎn)中，農(nóng)藥活性氮排放較小，不到1%。水稻和小麥生產(chǎn)氮足跡主要貢獻(xiàn)來源于田間NH3揮發(fā)，所占比例高達(dá)95%，水稻田NH3揮發(fā)量較大，較小麥田提高了27%。其次為的淋失，早稻、晚稻和雙季稻所占氮排放量比例約為2.4%。稻田和小麥田淋失和N2O排放所帶來的活性氮損失量最低，貢獻(xiàn)率均不足1%。

2.2 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡影響因素分析

稻麥生產(chǎn)碳足跡和氮足跡受多種因素的影響，本研究運(yùn)用回歸分析法分別檢驗(yàn)各項(xiàng)農(nóng)資消耗量與稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡的回歸關(guān)系 (表3)。長江中游地區(qū)水稻生產(chǎn)碳足跡主要受柴油、氮肥、磷肥和種子的影響，都表現(xiàn)為正相關(guān)，決定系數(shù)為0.83，影響程度從大到小依次為氮肥 (0.816)、柴油(0.412) 和磷肥 (0.137)，都達(dá)到1%的顯著水平，每公頃增施1 kg氮肥、柴油和磷肥，水稻的碳足跡分別增加CO2-eq 2.844、6.115和2.194 kg/hm2(趨勢線方程為y1= 6.115X1+ 2.844X3+ 2.194X4+ 3225.8)。小麥生產(chǎn)碳足跡與氮肥、柴油和鉀肥呈現(xiàn)出顯著性相關(guān)，決定系數(shù)為0.98，影響程度從大到小依次為氮肥 (0.611)、柴油 (0.282) 和鉀肥 (0.411)，都達(dá)到1%的顯著水平，回歸方程表示為y2= 4.666X1+8.211X3+ 1.312X5+ 9.177。水稻氮足跡生產(chǎn)與柴油和氮肥呈現(xiàn)顯著性相關(guān)關(guān)系，決定系數(shù)為0.88，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)分別為0.462和0.771，氮肥對氮足跡的貢獻(xiàn)率略大于柴油。小麥氮足跡主要受到柴油、氮肥和鉀肥的影響，影響程度表現(xiàn)為鉀肥 〉 氮肥 〉 柴油，都達(dá)到1%的顯著水平。

表2 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)平均農(nóng)資投入溫室氣體排放和活性氮排放特征Table 2 The average potential greenhouse gases (GHGs) and reactive nitrogen (Nr) emissions from agricultural inputs of rice-wheat production in Middle Yangtze River

2.3 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)不同種植規(guī)模碳足跡和氮足跡分析

表4顯示了稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)不同種植規(guī)模下的碳足跡和氮足跡大小情況。隨著作物種植規(guī)模的增加，水稻和小麥碳足跡和氮足跡都表現(xiàn)出增加的趨勢。本文將一般家庭承包戶 (≤ 0.67 hm2)、規(guī)模經(jīng)營家庭 (2.00～6.67 hm2) 和承包大戶 (〉 20 hm2) 進(jìn)行分類研究發(fā)現(xiàn)，水稻一般家庭承包戶、規(guī)模經(jīng)營家庭和承包大戶單位產(chǎn)量碳足跡分別為CO2-eq 0.72、0.61、0.53 kg/kg，不同規(guī)模碳足跡之間存在顯著差異 (P〈 0.05)；氮足跡分別為 N-eq 13.60、10.12和8.22 g/kg，一般家庭承包戶和規(guī)模經(jīng)營家庭氮足跡之間無差異，而顯著高于承包大戶水稻生產(chǎn)氮足跡。小麥相應(yīng)的碳足跡分別為CO2-eq 0.52、0.50和0.43 kg/kg，氮足跡分別為N-eq 16.61、12.91和8.95 g/kg，不同種植規(guī)模之間存在顯著差異 (P〈 0.05)。

2.4 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡、氮足跡與產(chǎn)量相關(guān)性分析

從長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)碳足跡、氮足跡與產(chǎn)量的關(guān)系 (圖2) 可以看出，長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)單位產(chǎn)量碳足跡、單位產(chǎn)量氮足跡與產(chǎn)量之間存在顯著的正相關(guān)性關(guān)系，即稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)單位產(chǎn)量碳足跡、氮足跡隨著產(chǎn)量的增加呈現(xiàn)顯著增加的趨勢。具體而言，水稻生產(chǎn)產(chǎn)量每增加1 kg/hm2，其單位面積碳足跡和氮足跡分別增加CO2-eq 0.21 kg/kg(R2= 0.42) 和N-eq 0.01 kg/kg (R2= 0.43)。小麥單位產(chǎn)量每增加1 kg/hm2，其單位面積碳足跡和氮足跡分別增加 CO2-eq 0.17 kg/kg (R2= 0.12) 和N-eq 0.004 kg/kg(R2= 0.11)。

表3 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡影響因素解析Table 3 Analysis of influencing factors of carbon footprint and nitrogen footprint of rice-wheat production in Middle Yangtze River

表4 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)不同種植規(guī)模碳足跡投入及構(gòu)成Table 4 Carbon footprint and nitrogen footprint of rice-wheat production at different cropping scales in Middle Yangtze River

圖2 長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡、氮足跡與產(chǎn)量的關(guān)系Fig. 2 Relationship of carbon footprint, nitrogen footprint with yield of rice-wheat production in Middle Yangtze River

3 討論與結(jié)論

3.1 稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡大小及其構(gòu)成

本研究發(fā)現(xiàn)，我國長江中下游流域水稻碳足跡相對較低，為CO2-eq 0.53 kg/kg，顯著低于印度(CO2-eq 0.80 kg/kg) 等水稻種植國家，原因主要在于印度的水稻產(chǎn)量相對較低，但農(nóng)田灌溉的能源成本很高[17]，從而導(dǎo)致了較高的溫室氣體排放。與其他國家相比，我國長江中游地區(qū)稻麥輪作系統(tǒng)，小麥生產(chǎn)碳足跡 (CO2-eq 0.48 kg/kg) 顯著高于美國、加拿大等國家 (CO2-eq 0.3 kg/kg)[18]。當(dāng)前，我國小麥生產(chǎn)農(nóng)資投入水平普遍高于發(fā)達(dá)國家。例如，在中國，合成氮肥的施用量約為發(fā)達(dá)國家的兩到三倍。其次，我國小麥產(chǎn)量普遍低于發(fā)達(dá)國家。據(jù)估計(jì)，荷蘭的小麥產(chǎn)量為中國小麥產(chǎn)量的1.9倍[19]。此外，中國嚴(yán)重依賴煤炭獲取各種能源和材料的生產(chǎn)，由于煤的能源效率較低，因此農(nóng)資投入的溫室氣體排放系數(shù)顯著高于發(fā)達(dá)國家，從而導(dǎo)致了更高的溫室氣體排放[20]。長江中游地區(qū)水稻、小麥氮足跡分別為N-eq 12.26和N-eq15.11 g/kg，顯著高于Xue等[7]基于LCA方法計(jì)算的墨西哥谷物生產(chǎn)氮足跡 (N-eq 2.65 g/kg)，而Pierer等[8]根據(jù)投入-產(chǎn)出法計(jì)算的奧地利谷物氮足跡為N-eq 21.9 g/kg，研究結(jié)果的差異主要來源于氮足跡計(jì)算方法的不同。此外，谷物生產(chǎn)過程中氮素排放和淋失的差異也是活性氮排放差異的一個(gè)主要原因。本研究發(fā)現(xiàn)，田塊NH3揮發(fā)是主要的氮足跡來源，與Leip等[21]研究結(jié)果相似。稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)氮足跡和碳足跡之間存在顯著的線性關(guān)系，氮足跡隨著碳足跡的增加呈現(xiàn)出顯著增加的趨勢，主要?dú)w因于氮肥投入產(chǎn)生了大量的溫室氣體排放和活性氮排放。

3.2 稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)不同種植規(guī)模碳足跡和氮足跡

本研究發(fā)現(xiàn)，稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡和氮足跡都隨著作物種植規(guī)模的增加呈現(xiàn)出降低的趨勢，該研究結(jié)果和Lal等[22]的類似。主要原因在于土地種植規(guī)模大的農(nóng)戶的農(nóng)田管理水平普遍較高，能更加有效地控制各農(nóng)資產(chǎn)品成本和施用量，從而提高水肥等利用效率。黃俊等[23]進(jìn)一步提出種植規(guī)模對農(nóng)戶化肥施用有負(fù)向影響，增加土地流轉(zhuǎn)，需促進(jìn)土地向一部分農(nóng)戶集中以減少單位面積上化肥的施用。Feng等[24]的研究報(bào)告指出，大規(guī)模種植農(nóng)場 (〉 0.7 hm2) 有利于提高表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量，比小規(guī)模農(nóng)場提高了近30%，最終提高了作物產(chǎn)量，從而降低了作物單位產(chǎn)量碳足跡和氮足跡。Sefeedpari等[25]從另外一個(gè)角度得出相同結(jié)論，不同規(guī)模的農(nóng)場其總投入能量不同，研究表明 1～4 hm2、4～10 hm2和 〉 10 hm2農(nóng)場的總能量投入較 〈 1 hm2的分別降低了17%、21%和34%。因此，現(xiàn)階段，我國應(yīng)大力推薦農(nóng)場規(guī)?；?jīng)營，加強(qiáng)土地流轉(zhuǎn)政策的制定和管理，減少額外的農(nóng)作技術(shù)投入，避免多余的能耗損失，從而促進(jìn)我國農(nóng)作物低碳綠色生產(chǎn)。

3.3 本研究的局限性

本研究通過生命周期評價(jià)法，計(jì)算分析了長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡及氮足跡大小及構(gòu)成。研究存在一定的局限性和不確定性：第一、大部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于江蘇、安徽稻麥輪作主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)戶走訪式問卷調(diào)查，受人力成本、時(shí)間成本的限制，本研究發(fā)放問卷的數(shù)量有限，共收獲有效問卷116份，相較于長江中游地區(qū)稻麥生產(chǎn)農(nóng)戶而言，調(diào)查樣本量較少，因此計(jì)算結(jié)果存在一定偏差。第二、本研究利用生命周期法評價(jià)氮足跡，其以富營養(yǎng)化作為環(huán)境影響進(jìn)行定量評價(jià)，將不同形態(tài)氮素轉(zhuǎn)化為富營養(yǎng)化潛勢計(jì)量計(jì)算。目前，大多關(guān)于氮足跡的研究主要是基于投入-產(chǎn)出的方法，其以虛擬氮因子為基準(zhǔn)，計(jì)算生產(chǎn)每單位質(zhì)量產(chǎn)品造成的氮素?fù)p失量，并沒有考慮不同氮素的環(huán)境影響，從而產(chǎn)生一定差異[26]。第三、由于同一省份不同地區(qū)氣候條件、土壤條件及農(nóng)田措施等差異，造成農(nóng)田作物的氮肥利用率不同，而農(nóng)田氮素?fù)p失 (如農(nóng)田氨揮發(fā)、氮素淋失與徑流損失) 在農(nóng)產(chǎn)品氮足跡中占有很大比例[15]，從而造成不同研究存在較大的差異。第四、本研究土壤氣體排放的估算采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》提供的方法與缺省值，由于氣候條件、土壤、環(huán)境、作物品種以及農(nóng)田管理措施的差異，本研究中估算的土壤氣體排放與實(shí)際排放是有一定差異的，但總體的變化規(guī)律是基本一致的，因此，在今后的研究中，將補(bǔ)充大田試驗(yàn)，通過實(shí)測數(shù)據(jù)排除背景影響，從而獲得更加科學(xué)的一手試驗(yàn)結(jié)果。