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    章家恩教授團隊在Global Change Biology上發表氮肥碳足跡方面的研究成果

    來源單位及審核人:資源環境學院 方秋中編輯:李彥華審核發布:曾子焉 發布時間:2024-04-29

      隨著全球人口和糧食需求的持續增加,化肥施用成為保障農作物產量和全球糧食安全的重要手段。水稻、小麥和玉米種植占全球47%的農用地面積,其氮肥用量高達52.5TgN,達到全球農業氮肥用量的一半以上。然而,關于全球尺度上農田氮肥投入的碳足跡定量分析仍然缺乏,導致農業氮肥投入的溫室效應尚不清楚。為此,章家恩教授團隊通過全球數據整合,對上述三種主要農作物生產過程的氮肥投入開展全過程生命周期評估,定量分析農作物氮肥投入的碳足跡。近日,相關成果以“Carbon footprint of synthetic nitrogen under staple crops: A first cradle-to-grave analysis”為題發表于國際生態環境領域頂級期刊Global Change Biology(中科院一區TOP期刊,影響因子11.6)。

    2019年全球三種主要農作物氮肥投入的碳足跡生命周期評價

    2019年全球主要國家玉米、水稻和小麥生產氮肥投入的碳足跡分析

      本研究首次在全球尺度上采用全過程生命周期評估方法,量化分析了三種主要糧食作物(小麥、玉米和水稻)氮肥直接和間接排放或固存的碳量,即碳足跡,并預測其未來變化趨勢。研究結果表明,2019年通過氮肥生產的糧食凈碳排放量為7.4GtCO2當量,其中,肥料生產的起始階段(生產和運輸)、農業生產階段(農業施用和植物-土壤系統吸收)和農產品收獲后階段(食物、飼料、生物燃料和損失)的貢獻比例分別為2%、11%和87%(圖1)。全球洲際尺度的分析表明,盡管亞洲是最大的谷類糧食生產區域,但北美洲在農產品收獲后階段的碳足跡最高(2.5GtCO2當量),其碳足跡總貢獻比例達到38%。同時,本研究對不同情境下農業生產的碳足跡進行了預測,結果發現,在不提升氮肥利用效率的情況下,到2100年滿足全球糧食需求的農業氮肥投入將產生21.2GtCO2當量的碳排放。為滿足緩解全球氣候變化的目標,本研究提出,若綜合考慮采取提升氮肥利用效率(三種主要作物平均提升6%)、改進生產技術、減少食物損失和改善全球民眾生活習慣等方面措施,2100年全球糧食作物氮肥投入的碳足跡可降至5.6GtCO2當量。

      我校資源環境學院和嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室章家恩教授為論文通訊作者,其指導的博士后Ahmed I. Abdo為論文第一作者。另外,埃及Zagazig大學和德國哥廷根大學等單位的科研人員參與本研究部分工作。此項研究對指導農業生產如何助力“雙碳”目標提供了依據。研究得到嶺南現代農業廣東省實驗室自主創新項目(NT2021010)、廣東省重點研發專項(2021B0202030002)和廣東省科技計劃項目(2019B030301007)資助。

      相關論文信息:  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.17277


     文圖/資源環境學院 危暉

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