新疆是我国棉花的主产区和粮食作物的重要生产基地,如今正面临着保障国家粮食安全和实现低碳农业发展的双重压力。全面核算该地区主要农作物生产碳足迹,可从碳减排的视角为新疆主要农作物种植结构调整和生产体系全过程环境管理提供决策依据。本研究基于2005—2021年新疆小麦、玉米和棉花的种植面积、产量和农资生产投入量等数据,采用生命周期评价法核算该区域上述3大主要农作物的生产碳足迹,并采用灰色关联度分析其影响因素。结果表明:2005—2021年间,新疆小麦、玉米的种植面积主要随棉花种植面积的变动而变动。小麦、玉米和棉花的年均单位面积碳足迹分别为2.21、2.67、3.61 t CE·hm-2;年均单位产量碳足迹分别为0.41、0.35、1.91 t CE·t-1。在碳效率上,3种作物的碳生态效率表现为:小麦(10.99 t CE·t CE-1)>玉米(9.68 t CE·t CE-1)>棉花(2.96 t CE·t CE-1);碳生产效率表现为:玉米(2.88 t·t CE-1)>小麦(2.48 t·t CE-1)>棉花(0.53 t·t CE-1);碳经济效率表现为:棉花(7148.74×103yuan·t CE-1)>玉米(6094.32×103yuan·t CE-1)>小麦(5904.23×103yuan·t CE-1)。在碳投入结构上,农田N2O排放和化肥投入是3种作物生产碳足迹的主要来源;机械总动力、作物种植面积、有效灌溉面积、农膜用量、复合肥和氮肥投入的变化是作物碳足迹年际变化的主要驱动因素。由2022、2023年新疆小麦、玉米和棉花的生产碳足迹分析可知,未来新疆需要适度调整3大主要农作物的种植结构,并通过科技进步提高化肥利用效率、农膜利用率、灌溉和机械作业效率,在深入实施国家粮食安全战略的同时实现农作物的低碳生产。
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