水稻全生命周期的碳足迹演化及对气候变化的响应机制研究——以长江中下游地区为例

Rice’s full life cycle activities, including cultivating, processing, storing, transporting, consuming and waste disposing, are main sources of greenhouse gas emissions. Meanwhile, the climate change caused by greenhouse gas emissions threatens rice security in terms of yield, quality and price. Therefore, reducing greenhouse gas emissions and adapting climate change have become urgent matters for the sustainable development of rice industry. Then, what are the main sources of rice’s greenhouse gas emissions? How much greenhouse gas is released by rice’s full life cycle activities? how about the interactive mechanism, involving impact factors, path and intensity, between rice and climate change? Under the double objectives of carbon footprint optimization and climate change adaptation, how to develop the rice industry with responding to climate change? This project will analyze rice’s full life cycle carbon footprint and its evolution among different life cycle stages, for figuring out the contribution of greenhouse gas emissions from rice’s life cycle activities, and for exploring key factors that would benefit rice’s greenhouse gas reductions. After that, our attentions will be focused on the inherent interactive mechanism between rice and climate change, so as to open the black box of incidence relations between these two objects, and to describe the theoretical basis for coordinating rice’s greenhouse gas reduction and climate change adaptation. Last, we will propose rice’s scientific response mechanism to climate change and give relevant policy recommendations, for reaching carbon reduction and climate change adoption simultaneously.

水稻生命周期活动（种植、加工、储运、消费与废弃物处置）是温室气体排放的重要来源，温室气体排放所引致的气候变化又威胁水稻安全（产量、品质与价格）。减少温室气体排放与适应气候变化就成为水稻产业发展亟待解决的双重问题。那么，水稻全生命周期的温室气体排放源与排放量如何？水稻与气候变化交互作用的主要因素、路径与强度如何？优化碳足迹与适应气候变化双重目标约束下，水稻产业发展如何科学布局以响应气候变化？本项目拟首先剖析水稻全生命周期的碳足迹及其在不同生命周期阶段的演化规律，以此厘清水稻生命周期活动对温室气体排放的贡献，并发掘出水稻温室气体减排以响应气候变化的关键因素；然后探讨水稻与气候变化间的互动关系的内在规律，以此揭示水稻与气候变化相互作用机制的黑箱，为水稻“减少温室气体排放”与“适应气候变化”双重目标的协同提供理论支撑；最终协同“减排”与“适应”双重目标，提出水稻对气候变化的科学响应机制与政策建议。

在减排与适应双重目标约束下确保水稻产业的可持续发展是中国粮食产业转型和发展的关键节点和重大议题。本项目的主要研究内容包括三大部分：水稻全生命周期碳排放的一般规律、核算体系与实地测算；稻农实施温室气体减排行为的心理动因、行为机理与激励策略；稻农适应气候变化的支撑条件、偏向特征与现实需求。基于广泛采集的水稻实验和农户调查数据，我们利用跨学科的研究方法，对以上三项关键研究内容进行了深度研究。. 取得的重要结果包括：（1）稻田温室气体排放特征受到耕作技术和田间管理措施的影响；平均而言，水稻生育期内稻田的温室气体排放是水稻全生命周期温室气体排放的主要来源，其他水稻生命周期活动排放贡献从大到小依次为消费、投入品生产和运输、加工和销售以及耕作管理；（2）虽然国际上生命周期评估体系和方法已成为碳足迹核算的主流，且正在逐步迈向统一化和规范化，但中国碳足迹核算体系的构建和推广尚处于相对落后的阶段；（3）低碳生产态度、行为效能感知、生产实施成本、社会环境因素4个主范畴通过不同的路径对稻农低碳生产行为产生显著影响；同时，低碳行为意愿与能力是激发稻农低碳生产行为的直接动因，行为态度、社会规范、环境情感通过影响低碳行为意愿作用于低碳生产行为；（4）人力资本、社会资本和经济资本的提升能够显著增加农户适应气候变化的概率；而当农户遭遇气候灾害后，最迫切需要的生产性公共服务是水电路基础设施恢复等协助性服务，农户对病虫害防治等一般补救性服务的需求水平较低；此外，个体特征和家庭禀赋也显著影响农户适应气候变化的行为特征。. 取得的关键数据有：以可供食用的1t大米为核算形态，湖北省地区平均水稻碳足迹为5.071t CE/t，换算成稻谷则约为3.256t CE/t；超过90%稻农愿意接受减排的生态补偿，补偿标准估计值为51元/（亩·年）。. 本项目研究对于丰富与发展生态足迹理论、推动水稻产业可持续发展、实现“气候安全”与“粮食安全”的双重目标具有重要的意义。