張叢光 ，邱 凌 *，王 飛 ，鄧媛方 ，韓建聰

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)機械與電子工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用西部科學(xué)觀測實驗站，陜西 楊凌712100）

黃土高原沼氣生態(tài)果園扎根于我國西北干旱半干旱地區(qū)，是一種典型的沼氣循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，它通過沼氣發(fā)酵技術(shù)處理大量的農(nóng)業(yè)有機副產(chǎn)物（畜禽糞尿、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物等）[1]，將種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的循環(huán)利用，有效地減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境污染，多年來為我國在生態(tài)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的清潔生產(chǎn)實踐提供了寶貴的素材[2]。對于各類沼氣系統(tǒng)的環(huán)境影響研究，目前國內(nèi)外的報道已相對豐富[3－7]，但往往局限于評估單一的沼氣生產(chǎn)模塊，而以沼氣為紐帶的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)強調(diào)完整性和可持續(xù)性，因此全面系統(tǒng)地分析沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式具有重要的實踐意義。生命周期評價（Life cycle assessment，LCA）是一種廣為應(yīng)用的環(huán)境影響評估方法，用于分析產(chǎn)品、工藝或活動從原材料獲取到產(chǎn)品生產(chǎn)、貯存、運輸、使用、維護(hù)、回收和最終處置整個生命周期階段有關(guān)的環(huán)境負(fù)荷，近年來國內(nèi)外學(xué)者已將LCA方法廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品和系統(tǒng)的環(huán)境、能源評估[8]。

LCA作為一種產(chǎn)品環(huán)境特征分析和決策支持工具已得到較廣泛的應(yīng)用[9－13]，如 Canals 等[10]于 2006 年對新西蘭的五類商用蘋果種植園進(jìn)行了全面的環(huán)境排放及能耗分析，Mouron等[9]研究了管理方式對瑞士典型蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境影響。針對蘋果種植園的生命周期評價有大量報道[14－17]，包括以生長階段、果樹品種和密集程度等為對象的評估案例，然而此類研究多數(shù)集中于單一蘋果種植園的環(huán)境影響評價，而針對典型的以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式卻鮮有報道。為了科學(xué)評估黃土高原沼氣生態(tài)果園模式的環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展能力，本文基于陜北黃土高原地區(qū)實際工程案例，應(yīng)用LCA方法，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（Technoeconomic analysis，TEA）綜合評估該模式的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展性能，以期為“果－沼－畜”“豬－沼－糧”等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的優(yōu)化研究與應(yīng)用推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究目標(biāo)與系統(tǒng)邊界

LCA通過對收集到的投入產(chǎn)出排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實現(xiàn)對某一系統(tǒng)的環(huán)境表現(xiàn)綜合評估，通常以ISO 14040作為標(biāo)準(zhǔn)評價框架[18]，該標(biāo)準(zhǔn)提供了LCA的原則與程序。本研究通過計算黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)全生命周期的環(huán)境負(fù)荷，確定主要的環(huán)境排放因子，采用Ecoinvent 3.0數(shù)據(jù)庫[19]及中國本土基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（CLCD）[20]，對各個時期的環(huán)境影響進(jìn)行對比分析，研究系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)作規(guī)律及其運行給環(huán)境帶來的各類影響，促進(jìn)以沼氣為紐帶的農(nóng)業(yè)復(fù)合系統(tǒng)良性發(fā)展。

本文所研究的黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)，位于延川縣文安驛鎮(zhèn)白家塬村，該系統(tǒng)利用沼氣的紐帶作用，將養(yǎng)豬和蘋果種植有機聯(lián)結(jié)起來，將養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便通過沼氣發(fā)酵的方式轉(zhuǎn)化為有機肥料，再返回到果園進(jìn)行利用，以實現(xiàn)物質(zhì)和能量在系統(tǒng)內(nèi)的合理流動。據(jù)調(diào)查，該系統(tǒng)以一個面積0.33 hm2的蘋果種植園為基礎(chǔ)，就近配套日產(chǎn)沼氣量8 m3的沼氣池，一座12 m2的太陽能暖圈，其中該暖圈包括年出欄6頭生豬的養(yǎng)殖圈舍，一座5 m3的衛(wèi)生戶廁及一間沼氣灶房，附近還配套有集雨水窖、氣肥儲存設(shè)施、沼液滴灌裝置等附屬工程。為便于按照時間尺度的生命周期分析，將系統(tǒng)分為建設(shè)階段、生產(chǎn)階段和利用階段。建設(shè)初期，即果樹未掛果階段和沼氣池、養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)期，認(rèn)為系統(tǒng)無任何農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出；生產(chǎn)階段為沼氣系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)及果園正常掛果時期，一般為果園開發(fā)第4～5年；利用階段即系統(tǒng)所產(chǎn)生的沼氣、沼肥等產(chǎn)物的利用時期以及由此帶來的能源替代時期。需要說明的是，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)具等系統(tǒng)原材料的生產(chǎn)過程與使用過程保持同步計算，即按照3個不同的階段進(jìn)行劃分，其環(huán)境污染物排放量根據(jù)在每一階段的使用量獨立核算。

圖1是本研究的系統(tǒng)邊界示意圖，即以建設(shè)階段、生產(chǎn)階段和利用階段為界限進(jìn)行劃分，從原料、農(nóng)資的生產(chǎn)到生態(tài)果園系統(tǒng)的建設(shè)（包括沼氣池、太陽能暖圈及果園基礎(chǔ)設(shè)施），再到沼氣池的運行、蘋果生產(chǎn)，最后到沼氣、沼肥等系統(tǒng)產(chǎn)物的利用，以及由此過程引起的能源替代。環(huán)境排放因子根據(jù)各自的功能劃分為基礎(chǔ)設(shè)施（IC）、田間管理（FM）、果園建設(shè)（OC）、沼氣發(fā)酵（AF）、果園生產(chǎn)（OP）、沼氣利用（BU）、燃煤替代（CS）及沼肥利用（BF）8個類別。為便于對比分析，本研究將黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)正常運行1年作為功能單位。

圖1 LCA系統(tǒng)邊界示意圖Figure 1 The scope of the LCA system

1.2 研究區(qū)概況和基本假設(shè)

本研究的黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)，其研究區(qū)位于陜西省延川縣（35°15′N，109°57′E），該區(qū)域?qū)儆诘湫偷狞S土高原溝壑區(qū)，該地區(qū)平均海拔為721 m，年平均氣溫11.5℃，年降雨量553 mm，晝夜溫差大，是國家級生態(tài)示范縣和無公害水果生產(chǎn)基地縣，盛產(chǎn)蘋果、奶畜、紅薯、生豬等農(nóng)產(chǎn)品。

清單分析是LCA的關(guān)鍵步驟，本研究采用由Cerutti等[14]提出的多年生植物通用的影響分類和清單計算方法，并考慮到LCA對全面性和可靠性的要求，根據(jù)研究區(qū)的實際情況，需在執(zhí)行LCA之前對生態(tài)果園系統(tǒng)作必要的假設(shè)和限定。由于所涉及到的系統(tǒng)邊界相對較廣，且農(nóng)業(yè)LCA有其固有的不均衡性（如不同農(nóng)戶間對勞動力、運輸和生產(chǎn)資料的需求量等），本研究作如下基本假設(shè)：（1）根據(jù)實地調(diào)研及農(nóng)戶問卷調(diào)查，黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)以15年為平均壽命；（2）研究區(qū)內(nèi)各農(nóng)戶之間化肥、農(nóng)藥及農(nóng)具等的年均使用量相同，且因缺乏可靠的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，暫不考慮重金屬排放；（3）沼氣燃燒及沼肥利用中，除本文所進(jìn)行的核算以外無其他泄露或浪費，且產(chǎn)物就近利用，故不考慮運輸問題；（4）研究區(qū)內(nèi)普遍使用沼肥，且沼肥和化肥的施肥基于測土配肥原則，總量上保持歷年一致。

在計算黃土高原生態(tài)果園系統(tǒng)環(huán)境影響潛值時，本文根據(jù)CML 2001評價規(guī)則[21]選取了常用的環(huán)境酸化（AP）、富營養(yǎng)化（EP）、光化學(xué)氧化（POCP）、人體毒性（HTP）、溫室效應(yīng)（GWP）和能源耗竭（FDP）6大環(huán)境效應(yīng)，分別以 SO2、PO3-4、C2H4、1，4-DCB、CO2和能量作為參照排放物質(zhì)，不同排放物質(zhì)間的轉(zhuǎn)換系數(shù)可參照文獻(xiàn)[22]。為便于不同蘋果生產(chǎn)模式的標(biāo)準(zhǔn)化對比，本文采用2000年世界人均環(huán)境排放量作為基準(zhǔn)值[21]，能源耗竭、溫室效應(yīng)、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化、光化學(xué)氧化和人體毒性的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境影響潛值分別為56 877.88 MJ、7 192.98 kg CO2-eq、56.14 kg SO2-eq、10.70 kg PO3-4-eq、34.72 kg C2H4-eq 和 20.14 kg 1，4-DCB-eq。

1.3 LCA清單分析

黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)建設(shè)階段涉及沼氣池及附屬養(yǎng)殖工程的建設(shè)、果樹培育營養(yǎng)輸入、病蟲害管理以及整地、運輸?shù)忍镩g作業(yè)，具體投入則包括水泥、黏土磚、鋼筋、肥料、農(nóng)藥、電力與柴油等原材料，除此之外系統(tǒng)還包括沙子、石塊及部分薄膜、導(dǎo)氣管等，但由于這些原材料主要采用人工運輸且調(diào)查樣本間農(nóng)戶用量不均，故不再逐一核算。不同材料的輸入量與環(huán)境排放可見表1，每種材料對CO2、N2O、SO2等排放物的當(dāng)量系數(shù)均可參考對應(yīng)的來源文獻(xiàn)。系統(tǒng)投入產(chǎn)出清單的確定，是通過實地入戶調(diào)查和查閱報表年鑒的方式獲取原始數(shù)據(jù)，向農(nóng)戶、村委工作人員填寫清單調(diào)查問卷，通過對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析并以戶為單位整理核算，得到最終的系統(tǒng)基本情況、畜禽養(yǎng)殖、沼氣池和農(nóng)資等的投入產(chǎn)出清單結(jié)果。此外，系統(tǒng)運行期間的氣象數(shù)據(jù)通過當(dāng)?shù)貧庀缶?、農(nóng)業(yè)局等部門獲得，利用Excel等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的核算及圖表的繪制。

表1 系統(tǒng)建設(shè)階段清單數(shù)據(jù)Table 1 Inventory data of the construction period

表2為生態(tài)果園系統(tǒng)生產(chǎn)階段的清單數(shù)據(jù)，包含田間管理、果園生產(chǎn)和沼氣發(fā)酵等引起的環(huán)境排放。系統(tǒng)的生產(chǎn)階段需維持果樹的營養(yǎng)與農(nóng)藥供應(yīng)，還需保證沼氣池及其附屬養(yǎng)殖工程的正常運行，因此化肥、農(nóng)藥、發(fā)酵原料、農(nóng)具及柴油是主要的環(huán)境排放來源，其中柴油主要用于每年2次的拖拉機犁地和各類農(nóng)資的運輸，旋地作業(yè)以74 kW的東方紅904型拖拉機為標(biāo)準(zhǔn)計算，耗油量為27 L·hm-2；農(nóng)具用于蔬果、修剪等田間管理工作。

黃土高原沼氣生態(tài)果園的利用階段是主要的減排效益來源，沼氣的利用和沼肥的還田，均可替代或避免一部分能源的投入。黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)中，沼氣池年均產(chǎn)沼渣4.9 t、沼液11 t，相當(dāng)于氮肥59.2 kg、磷肥 10.16 kg、鉀肥 43.39 kg，其元素?fù)p失率及排放因子參考文獻(xiàn)[29]。根據(jù)能源熱值及實地調(diào)研數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運行一年生產(chǎn)的沼氣量為390 m3，其燃燒利用將替代278.46 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

1.4 生命周期經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)核算可行性的分析，本研究僅考慮將溫室效應(yīng)與能源耗竭潛值引入到經(jīng)濟(jì)效益評價中。引入凈能源收益（NEB）與凈能源產(chǎn)出率（NER）兩個指標(biāo)作為綜合能源效益表現(xiàn)，其定義見方程式（1）和（2）。

式中：Ei表示總能量輸入；Eo表示總能量輸出。

為了權(quán)衡該系統(tǒng)的整體效益，本研究引入了一個新的指標(biāo)——集合經(jīng)濟(jì)效益（IBE），該指標(biāo)融合了系統(tǒng)在能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)方面的綜合表現(xiàn)，其定義為：

式中：μ表示由能源到貨幣的轉(zhuǎn)換系數(shù)，凈能源產(chǎn)量是根據(jù)等量經(jīng)濟(jì)價值的煤炭替代計算得到的，其市場價采用2011年中國煤炭市場價格（$0.06 kg-1或$2.30×10-3MJ-1）；GMP表示溫室氣體減排量，其經(jīng)濟(jì)效益根據(jù)碳交易價格進(jìn)行核算，即采用聯(lián)合國氣候變化框架公約CDM項目數(shù)據(jù)庫制定的標(biāo)準(zhǔn)價格（$1.27×10-2kg-1），記為 ?；CB 表示貨幣收益。

系統(tǒng)的可持續(xù)性要求經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會的全面可持續(xù)，因此綜合可持續(xù)評價應(yīng)考慮將它們結(jié)合，故將綜合可持續(xù)指標(biāo)定義為如下方程：

式中：IBE是集合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；EMI是環(huán)境排放指數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同階段的環(huán)境影響潛勢

圖2顯示了黃土高原生態(tài)果園系統(tǒng)在建設(shè)期、生產(chǎn)期和利用期3個不同階段的環(huán)境排放情況。根據(jù)計算結(jié)果可知，建設(shè)期與生產(chǎn)期的能源耗竭潛值分別是4608 MJ和8226 MJ（圖2a），主要耗能項為田間管理和果園生產(chǎn)，這表明能源投入側(cè)重于果園而非沼氣環(huán)節(jié)，利用期的能耗是-8425 MJ，表明這一階段為系統(tǒng)創(chuàng)造了可觀的節(jié)能減排效益。對于溫室效應(yīng)（圖2b），建設(shè)期、生產(chǎn)期和利用期的環(huán)境排放潛值分別為585、716、-1800 kg CO2-eq，主要排放仍來自田間管理，沼氣池建設(shè)及沼氣燃燒也略有影響。根據(jù)圖2c和圖2d中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)各階段對環(huán)境酸化與富營養(yǎng)化的影響潛勢類似，兩者的環(huán)境減排效益均來源于生產(chǎn)期和利用期，且以沼氣發(fā)酵為主要減排項。同樣，系統(tǒng)對光化學(xué)氧化與人體毒性的影響潛勢也具有相似性（圖2e和圖2f），其中光化學(xué)氧化在各階段的影響潛值分別為0.23、1.41、-0.26 kg C2H4-eq，果園生產(chǎn)過程造成的光化學(xué)氧化影響最為嚴(yán)重；人體毒性影響潛值在 3 個階段分別為 0.28、0.83、-1.58 kg 1，4-DCB-eq，田間管理和果園生產(chǎn)為主要排放來源。

表2 系統(tǒng)生產(chǎn)階段清單數(shù)據(jù)Table 2 Inventory data of the production period

圖2 不同功能階段的環(huán)境效應(yīng)潛值Figure 2 Environmental impact potential of the different functional period

2.2 系統(tǒng)環(huán)境排放來源分析

表3揭示了各類環(huán)境影響的主要來源，本研究將黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)的主要排放過程共劃分為8項。六大環(huán)境效應(yīng)中，溫室效應(yīng)、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化的生命周期影響潛值為負(fù)，光化學(xué)氧化、人體毒性和能源耗竭影響潛值為正，前者表明該系統(tǒng)的運行對環(huán)境產(chǎn)生了良好的減排效益，而后者對環(huán)境造成了一定的消極影響。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)沼氣發(fā)酵、燃煤替代與沼肥利用對6類環(huán)境效應(yīng)的潛值均為非負(fù)數(shù)，是主要的環(huán)境減排效益來源。

在各類環(huán)境排放中，田間管理是造成GWP、AP、EP及FDP潛勢的最顯著過程，其造成4種環(huán)境潛勢總排放量的比例分別達(dá)到83%、55%、43%及59%，而化肥和農(nóng)藥的生產(chǎn)與使用是田間管理過程的主要內(nèi)容，因此大力推行“有機肥替代化肥”“果-沼-畜循環(huán)發(fā)展”“兩減一增”等政策舉措，逐步實現(xiàn)化肥、農(nóng)藥的減量化意義重大。果園生產(chǎn)主要包括肥料運輸、旋地整地及農(nóng)具生產(chǎn)，31%的環(huán)境酸化效應(yīng)由此過程產(chǎn)生，同時還造成了嚴(yán)重的富營養(yǎng)化（40%）、光化學(xué)氧化（66%）、人體毒性（41%）及能源耗竭（26%）等環(huán)境效應(yīng)。

表3 生命周期全過程環(huán)境效應(yīng)潛值Table 3 Potential environmental impacts of the life cycle processes

對于環(huán)境減排效益，由沼氣燃燒帶來的燃煤替代與沼肥還田分別占溫室效應(yīng)潛值的50%與46%，占光化學(xué)氧化潛值的29%與63%，是主要的環(huán)境效益來源。燃煤替代、沼氣發(fā)酵及沼肥利用三者對環(huán)境酸化的貢獻(xiàn)率基本相當(dāng)，而沼氣發(fā)酵對富營養(yǎng)化潛勢的貢獻(xiàn)率高達(dá)79%；燃煤替代對人體毒性潛勢的貢獻(xiàn)率達(dá)75%，并貢獻(xiàn)了全部的能量減排效益。由此可見，沼氣燃燒及其引起的燃煤替代，對整個生態(tài)果園系統(tǒng)的環(huán)境減排具有不可替代的作用。

2.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價

如表4所示，系統(tǒng)在不同階段的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)差異較大，其中經(jīng)濟(jì)效益主要集中于生產(chǎn)期和利用期，兩個階段的貨幣收益分別為$2 449.53和$348.66，生產(chǎn)期的收益最高，這是由于該階段的種植養(yǎng)殖產(chǎn)物（蘋果、生豬等）具有較高的價值量。建設(shè)階段與生產(chǎn)階段的NEB均為負(fù)值，表明這一時期相比利用期的能源輸入較大，GWP具有類似特征，但系統(tǒng)在整個生命周期的NEB與GWP分別為－297.06 MJ與－33.73 kg CO2－eq，說明系統(tǒng)整體上消耗能源但具有溫室氣體減排的效能。系統(tǒng)的集合經(jīng)濟(jì)效益IBE為$2 544.25，在建設(shè)期、生產(chǎn)期和利用期分別為$－255.11，$2 447.67及$351.47，表明系統(tǒng)在生產(chǎn)期和利用期的集合經(jīng)濟(jì)效益＞0，這與系統(tǒng)在貨幣收益方面的表現(xiàn)一致，具有較強的推廣示范性。

2.4 綜合可持續(xù)性能分析

為了對比黃土高原生態(tài)果園模式與普通蘋果種植模式之間的差異，本文核算了兩種模式的環(huán)境排放影響潛值及環(huán)境排放指數(shù)（表5）。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，單一蘋果種植系統(tǒng)與生態(tài)果園系統(tǒng)具有明顯的不同，單一蘋果種植系統(tǒng)對環(huán)境的排放潛值均為正值，而生態(tài)果園系統(tǒng)的GWP、AP與EP為負(fù)值，值得一提的是，同等果園規(guī)模下兩種蘋果生產(chǎn)方式對GWP效應(yīng)的排放量與減排量相當(dāng)，均占世界人均GWP排放量的7%左右。除環(huán)境減排效應(yīng)外，生態(tài)果園系統(tǒng)POCP和FDP效應(yīng)的環(huán)境排放指數(shù)也明顯低于單一蘋果種植系統(tǒng)，而HTP指數(shù)（4%）略高于普通蘋果種植系統(tǒng)（1%），這可能是由于沼氣燃燒和沼肥還田導(dǎo)致了更多NO2的排放。沼氣作為聯(lián)結(jié)種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的紐帶，其引入能夠為整個復(fù)合系統(tǒng)創(chuàng)造顯著的環(huán)境減排效益，應(yīng)在不斷探索中加強系統(tǒng)優(yōu)化和生產(chǎn)推廣。

黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)是被當(dāng)?shù)鼐用駨V泛關(guān)注的，其投資主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施、田間管理、沼氣系統(tǒng)等方面，其經(jīng)濟(jì)效益則體現(xiàn)在沼氣、沼肥的利用及由此帶來的各類能源物資替代?；诜匠蹋?）的計算可知，本研究中的黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)ISI絕對值為1.41×105，且根據(jù)方程（2）可以得出系統(tǒng)的凈能量產(chǎn)出率高達(dá)65.65%，因此認(rèn)為系統(tǒng)具有較強的可持續(xù)發(fā)展性能，且經(jīng)濟(jì)效益越高，環(huán)境排放指數(shù)越小，系統(tǒng)的可持續(xù)性越強。

表4 系統(tǒng)生命周期內(nèi)集合經(jīng)濟(jì)效益核算表Table 4 Integrated economic benefit of the life cycle processes

表5 兩類蘋果生產(chǎn)模式的環(huán)境影響潛值和環(huán)境排放指數(shù)Table 5 Potential environment impacts and environmental emissions index of the two apple production modes

3 結(jié)論

（1）建設(shè)期、生產(chǎn)期與利用期的能源耗竭潛值分別是4608、8226 MJ和-8425 MJ，系統(tǒng)主要能耗集中于田間管理和果園生產(chǎn)等過程，且側(cè)重于果園子系統(tǒng)而非沼氣子系統(tǒng)，利用期避免了大量的能源投入，為生態(tài)果園系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的節(jié)能效益。

（2）生態(tài)果園系統(tǒng)的6種環(huán)境效應(yīng)中，溫室效應(yīng)、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化的生命周期影響潛值為負(fù)，光化學(xué)氧化、人體毒性和能源耗竭影響潛值為正，沼氣發(fā)酵、燃煤替代與沼肥利用對6類環(huán)境效應(yīng)的潛值均為非負(fù)值，是主要的減排效益來源。

（3）系統(tǒng)田間管理包括化肥、農(nóng)藥的生產(chǎn)與施用過程，是溫室效應(yīng)、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化和能源耗竭4類效應(yīng)的主要排放來源，因此大力推行“有機肥替代化肥”“兩減一增”等措施將有效緩解農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境問題。生態(tài)果園的生產(chǎn)過程主要包括肥料運輸、旋地整地及農(nóng)具生產(chǎn)，31%的環(huán)境酸化效應(yīng)由此導(dǎo)致，且該過程還造成了嚴(yán)重的富營養(yǎng)化（40%）、光化學(xué)氧化（66%）、人體毒性（41%）及能源耗竭（26%）等問題。

（4）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化分析結(jié)果，單一蘋果種植系統(tǒng)的全部環(huán)境排放潛值均為正值，而生態(tài)果園系統(tǒng)的溫室效應(yīng)、環(huán)境酸化和富營養(yǎng)化的環(huán)境影響潛值為負(fù)值。沼氣燃燒及其引起的燃煤替代，對整個生態(tài)果園系統(tǒng)的環(huán)境減排具有不可替代的作用，除環(huán)境減排效益外，延川縣黃土高原沼氣生態(tài)果園系統(tǒng)的光化學(xué)氧化和能源耗竭效應(yīng)也明顯低于單一蘋果種植系統(tǒng)，表明生態(tài)果園系統(tǒng)具有更優(yōu)的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力。

（5）系統(tǒng)的集合經(jīng)濟(jì)效益IBE為$2 544.25，在建設(shè)期、生產(chǎn)期和利用期分別為$-255.11、$2 447.67及$351.47，且其綜合可持續(xù)指標(biāo)ISI的絕對值為1.41×105，表明系統(tǒng)具有整體上的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性，今后應(yīng)更加注重集環(huán)境、社會與經(jīng)濟(jì)于一體的綜合評價指標(biāo)研究。

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