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申请/专利权人：中国科学院沈阳应用生态研究所

摘要：本发明公开了一种农区种植业碳氮足迹评价方法及系统，涉及环境核算技术领域，该方法包括以下步骤：S1，农区种植业生产过程碳氮源汇识别与数据获取；S2，数据结构化入库与优化存储；S3，数据调取与碳氮足迹核算；S4，农区种植业碳氮足迹评价。本发明的技术方案，通过对农区种植业碳氮的源汇过程进行识别，建立标准化农区种植业碳氮数据库，对农区种植业碳氮的输入‑循环‑输出进行精准核算，利用核算结果定量化评价农区种植生产过程中的碳氮排放及原位消纳能力。

主权项：1.一种农区种植业碳氮足迹评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，农区种植业生产过程碳氮源汇识别与数据获取；S2，数据结构化入库与优化存储；S3，数据调取与碳氮足迹核算；S4，农区种植业碳氮足迹评价；步骤S1具体包括以下子步骤：S11，确定农区种植业生产过程中是否有农用品投入，包括化肥、农药、农膜、有机肥、种子；获取农用品投入量，包括氮肥施用量、复合肥施用量、尿素施用量、磷肥施用量、钾肥施用量、农药使用量、农膜使用量、有机肥使用量、种子用量；S12，确定农区种植业生产过程中是否有能源投入，包括农机柴油、灌溉电力；获取能源投入量，包括农机柴油消耗量、灌溉电力消耗量；S13，确定农区是否种植豆科作物；获取豆科作物种植面积；S14，确定农区是否种植水稻作物；获取水稻种植面积；S15，确定农区是否存在盐碱地；获取盐碱地面积；S16，确定农区种植业生产过程中是否有役畜投入；获取役畜投入数量；S17，确定农区种植业秸秆处置方式；获取作物产量、秸秆还田比例、秸秆露天焚烧比例、秸秆能源化利用比例；S18，获取农区种植业基本信息数据，包括种植面积、土壤有机质含量；步骤S2具体包括以下子步骤：S21，建立农区种植业碳氮足迹结构化数据库，包括基础数据库、参数数据库、足迹评价数据库；S22，将S1步骤中获取的数据导入至基础数据库，导入的数据信息包括数据名称、区域位置、年份、数据值、数据量纲、备注信息；S23，建立参数数据库，包括农区种植业碳氮足迹核算过程中所需的排放因子、含量比例、等温潜势转换系数数据；S24，建立足迹评价数据库，包括核算指标数据库、衍生指标数据库、评价指标数据库；S25，对S21步骤中结构化数据库中的数据进行存储编码，优化存储结构；步骤S3具体包括以下子步骤：S31，用投入产出和物质循环的概念将碳氮足迹核算划分为能源消耗碳排放量、役畜投入碳氮排放量、物质投入碳氮源汇量、元素循环碳氮排放量、作物产出碳氮消纳量、秸秆处置碳氮源汇量，计算结果存储于S24所述的足迹评价数据库中的核算指标数据库；S32，计算能源消耗碳排放量，包括农机柴油消耗碳排放量和灌溉电力碳排放量，计算方法为：能源消耗碳排放量=农机柴油消耗碳排放量+灌溉电力碳排放量农机柴油消耗碳排放量=农机柴油消耗量×柴油碳排放因子灌溉电力碳排放量=灌溉电力消耗量×电力碳排放因子S33，计算役畜投入碳氮排放量，包括役畜投入碳排放量和役畜投入氮排放量；其中，役畜投入碳排放量，包括肠道发酵甲烷排放量和粪便管理甲烷排放量；役畜投入氮排放量为粪便管理氧化亚氮排放量；计算方法为：役畜投入碳排放量=肠道发酵甲烷排放量+粪便管理甲烷排放量肠道发酵甲烷排放量=役畜投入数量×肠道发酵甲烷排放因子粪便管理甲烷排放量=役畜投入数量×粪便管理甲烷排放因子役畜投入氮排放量=粪便管理氧化亚氮排放量=役畜投入数量×粪便管理氧化亚氮排放因子S34，计算物质投入碳氮源汇量，包括物质投入碳源汇量和物质投入氮汇量；其中物质投入碳源汇量，包括有机肥碳汇量、种子碳汇量、盐碱地碳汇量、氮肥生产碳排放量、磷肥生产碳排放量、钾肥生产碳排放量、复合肥生产碳排放量、农药生产碳排放量、农膜生产碳排放量；物质投入氮汇量，包括有机肥氮汇量、氮肥氮汇量、复合肥氮汇量、种子氮汇量、大气沉降氮汇量、生物固氮量；计算方法为：物质投入碳源汇量=有机肥碳汇量+种子碳汇量+盐碱地碳汇量-农用品生产碳排放量农用品生产碳排放量=氮肥生产碳排放量+磷肥生产碳排放量+钾肥生产碳排放量+复合肥生产碳排放量+农药生产碳排放量+农膜生产碳排放量物质投入氮汇量=有机肥氮汇量+氮肥氮汇量+复合肥氮汇量+种子氮汇量+大气沉降氮汇量+生物固氮量氮肥生产碳排放量=氮肥施用量×氮肥生产碳排放因子氮肥氮汇量=氮肥施用量磷肥生产碳排放量=磷肥施用量×磷肥生产碳排放因子钾肥生产碳排放量=钾肥施用量×钾肥生产碳排放因子复合肥生产碳排放量=复合肥施用量×复合肥生产碳排放因子复合肥氮汇量=复合肥施用量×复合肥含氮量农药生产碳排放量=农药使用量×农药生产碳排放因子农膜生产碳排放量=农膜使用量×农膜生产碳排放因子有机肥碳汇量=有机肥使用量×有机肥含碳量有机肥氮汇量=有机肥使用量×有机肥含氮量种子碳汇量=种子用量×种子含碳量种子氮汇量=种子用量×种子含氮量盐碱地碳汇量=盐碱地面积×盐碱地碳汇因子大气沉降氮汇量=种植面积×氮沉降通量生物固氮量=豆科作物种植面积×生物固氮系数S35，计算元素循环碳氮排放量，包括元素循环碳排放量和元素循环氮排放量；其中元素循环碳排放量，包括有机质矿化碳排放量、尿素施用碳排放量、稻田甲烷排放量；元素循环氮排放量，包括有机质矿化氮排放量、施肥导致氧化亚氮排放量、施肥导致氨气排放量、施肥导致硝酸盐排放量；计算方法为：元素循环碳排放量=有机质矿化碳排放量+尿素施用碳排放量+稻田甲烷排放量元素循环氮排放量=有机质矿化氮排放量+施肥导致氧化亚氮排放量+施肥导致氨气排放量+施肥导致硝酸盐排放量有机质矿化碳排放量=土壤有机质含量×土壤矿化率有机质矿化氮排放量=有机质矿化氮排放量=[0.914×log（土壤有机质含量×0.58）+1.058]×种植面积尿素施用碳排放量=尿素施用量×尿素碳排放因子稻田甲烷排放量=水稻种植面积×稻田甲烷排放因子施肥导致氧化亚氮排放量=氮肥施用量×施肥氧化亚氮排放因子施肥导致氨气排放量=氮肥施用量×施肥氨气排放因子施肥导致硝酸盐排放量=氮肥施用量×施肥硝酸盐排放因子S36，计算作物产出碳氮消纳量，包括作物产出碳消纳量和作物产出氮消纳量；其中，作物产出碳消纳量，包括籽粒碳消纳量、秸秆碳消纳量；作物产出氮消纳量，包括籽粒氮消纳量、秸秆氮消纳量；计算方法为：作物产出碳消纳量=籽粒碳消纳量+秸秆碳消纳量作物产出氮消纳量=籽粒氮消纳量+秸秆氮消纳量籽粒碳消纳量=作物产量×种子含碳量籽粒氮消纳量=作物产量×种子含氮量秸秆碳消纳量=作物产量×草谷比×秸秆含碳量秸秆氮消纳量=作物产量×草谷比×秸秆含氮量S37，计算秸秆处置碳氮源汇量，包括秸秆处置碳源汇量和秸秆处置氮源汇量；其中，秸秆处置碳源汇量，包括秸秆还田碳汇量、秸秆露天焚烧甲烷排放量、秸秆能源化碳减排量；秸秆处置氮源汇量，包括秸秆还田氮汇量、秸秆露天焚烧氧化亚氮排放量；计算方法为：秸秆处置碳源汇量=秸秆露天焚烧甲烷排放量×甲烷等温潜势-秸秆还田碳汇量-秸秆能源化碳减排量秸秆处置氮源汇量=秸秆露天焚烧氧化亚氮排放量-秸秆还田氮汇量秸秆露天焚烧甲烷排放量=作物产量×草谷比×秸秆露天焚烧比例×秸秆露天焚烧甲烷排放修正因子秸秆露天焚烧氧化亚氮排放量=作物产量×草谷比×秸秆露天焚烧比例×秸秆露天焚烧氧化亚氮排放因子秸秆还田碳汇量=作物产量×草谷比×秸秆还田比例×秸秆含碳量秸秆还田氮汇量=作物产量×草谷比×秸秆还田比例×秸秆含氮量秸秆能源化碳减排量=作物产量×草谷比×秸秆能源化比例×秸秆能源化碳减排系数步骤S4具体包括以下子步骤：S41，根据S3步骤计算结果，计算农区种植业碳氮足迹衍生指标，包括单位面积碳消纳强度、单位面积氮消纳强度、碳排放量、氮排放量、温室气体净排放量，计算结果存储于S24所述的足迹评价数据库中的衍生指标数据库；计算方法为：单位面积碳消纳强度=作物产出碳消纳量÷种植面积单位面积氮消纳强度=作物产出氮消纳量÷种植面积碳排放量=能源消耗碳排放量+役畜投入碳排放量+元素循环碳排放量氮排放量=役畜投入氮排放量+元素循环氮排放量温室气体净排放量=能源消耗碳排放量+役畜投入碳排放量+役畜投入氮排放量×氮等温潜势+元素循环碳排放量+元素循环氮排放量×氮等温潜势+秸秆处置碳源汇量+农用品生产碳排放量；S42，根据S3和S41步骤计算结果，计算农区种植业碳氮足迹评价指标，包括碳足迹、氮足迹、碳承载力、氮承载力、碳足迹指数、氮足迹指数，计算结果存储于S24所述的足迹评价数据库中的评价指标数据库；计算方法为：碳足迹=碳排放量÷单位面积碳消纳强度氮足迹=氮排放量÷单位面积氮消纳强度碳承载力=（作物产出碳消纳量-物质投入碳源汇量）÷单位面积碳消纳强度氮承载力=（作物产出氮消纳量-物质投入氮汇量）÷单位面积氮消纳强度碳足迹指数=碳足迹-碳承载力氮足迹指数=氮足迹-氮承载力；S43，根据S42步骤计算结果，对农区种植业碳氮足迹进行评价，评价方法为：

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百度查询： 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种农区种植业碳氮足迹评价方法及系统