华北平原冬小麦－夏玉米种植模式碳足迹研究

史磊刚 陈 阜 孔凡磊 范士超

(中国农业大学农学与生物技术学院/农业部农作制度重点开放实验室，北京100193)

华北平原冬小麦－夏玉米种植模式碳足迹研究

史磊刚 陈 阜 孔凡磊 范士超

(中国农业大学农学与生物技术学院/农业部农作制度重点开放实验室，北京100193)

农业碳足迹理论可以系统评价农业生产过程中人为因素引起的碳排放，是构建低碳农业的理论基础，对实现低碳农业具有重要的指导意义。为探明农业生产中的碳足迹，本文基于河北吴桥县农户生产调查数据，利用农业碳足迹理论及研究方法，评价了华北平原冬小麦－夏玉米两熟种植模式的碳足迹。结果表明:冬小麦－夏玉米种植模式碳足迹的大小为1 737．37±337．02 kgCe/hm2·a，生产1 kg粮食的碳成本是0．12 ±0．03 kgCe，其中冬小麦的碳足迹是 1 101．3l±251．91 kgCe/hm2·a，小麦的碳成本是 0．16 ±0．04 kgCe/kg，夏玉米的碳足迹是636．06±163．90 kgCe/hm2·a，玉米的碳成本是0．08±0．02 kgCe/kg。冬小麦 － 夏玉米种植模式碳足迹的组成中，化肥占总量的61．76%，电能占25．03%，柴油占7．44%，种子占4．75%，农药占1．02%。同时，发现N肥的施用量和电能消耗量均与碳足迹有正相关性，种植规模与碳成本有负相关性。因此，构建节肥、节水及规模化的低碳种植模式是实现华北平原农业节能减排的重要途径。

小麦－玉米两熟制;碳足迹;碳成本;低碳农业

碳足迹是指人类在生产和消费过程中的碳排放总量，是一种测量人类碳排放对全球温室效应影响的新方法［1－3］。目前，能源和城市建设等领域中的碳足迹得到高度关注［4－7］，农业碳足迹能够系统地评价耕作、施肥和收获等农业生产活动过程中，由人为因素引起直接和间接的碳排放总量，定量测算农业生产活动对温室效应的影响［8－9］。目前，农业碳足迹的研究尚处于起步阶段，主要研究集中在区域农业碳足迹、作物碳足迹和粮食碳足迹(碳成本)。Nelson等测算了美国农业的碳足迹［10］，Dubey和Lal研究了美国俄亥俄州和印度旁遮普邦的农业碳足迹，并对两地农业生产的可持续性进行了评价［11］;国外多位学者分别对冬油菜、春燕麦和冬小麦等多种农作物从播种到收获整个田间生长期的碳足迹进行了研究［10，12－14］。国内农业碳足迹仅有少量报道，梁龙等评估了生产1 t小麦－玉米的碳成本［15］，本实验室前人计算了冬小麦—夏玉米种植模式(以下简称为“麦玉模式”)农资部分的碳足迹［16－17］。国内外学者从不同角度对农业碳足迹进行了研究，但研究结果存在很大差异。本研究基于实地调研的农户生产数据，利用农业碳足迹理论，并综合投入—产出法和生命周期法，对华北平原麦玉两熟模式的碳足迹进行研究，以期获得农业生产的碳排放清单，为农业节能减排提供有效的指导。

1 研究方法

本研究以华北平原典型的冬小麦—夏玉米两熟制种植区域—河北吴桥县为例，利用农业碳足迹理论及研究方法，参考前人相关研究的碳排放参数，分析华北平原主体种植模式—麦玉两熟模式的碳足迹。

1．1 农业碳足迹的涵义

碳足迹理论源于生态足迹，农业碳足迹主要是在West和Lal等人对农田生态系统碳循环研究的成果上形成的［8，18－20］。农业碳足迹可以系统定量地计算农业生产活动过程中，由人为因素引起的各种直接和间接的碳排放总量及各个生产环节上排放的分量。农业碳足迹可以有效地评价农业生产活动对温室效应的影响，是指导农业节能减排的理论基础。农业碳足迹包括直接碳足迹和间接碳足迹:直接碳足迹是指在使用农业机械进行耕地、播种和收获等农业生产的过程中，柴油消耗直接在农田上的碳排放，同时也包括由于施用化肥而导致土壤增加的直接碳排放量;农业间接碳足迹是指在生产运输化肥、农药和种子等农业生产资料过程中，在农业上游部门的碳排放，其中也包括灌溉消耗的电能产生的碳排放。

1．2 碳足迹计算方法

麦玉模式碳足迹的边界为从玉米秸秆还田开始到收获玉米离开农田结束，时间为1年，冬小麦碳足迹边界是从玉米秸秆还田开始到小麦收获结束，夏玉米碳足迹的边界是从玉米播种开始到玉米收获结束。农业碳足迹的测算内容为1．2中的直接碳足迹和间接碳足迹，计算公式如下:

Cf为农业碳足迹，n表示农业生产过程消耗了n种能源(柴油和电能等)或农业生产资料(化肥、农药和种子等)，Cfi表示第i种能源或农资的碳足迹，m为消耗第i种能源或农资的量，β为第i种能源或农资的碳排放参数，碳足迹的单位是kg Ce/hm2·a。

粮食碳足迹也称为粮食碳成本，麦玉模式粮食碳成本是麦玉模式碳足迹与粮食单产的比值，小麦和玉米的碳成本分别是冬小麦和夏玉米碳足迹与各自单产的比值，碳成本单位是kg Ce/kg。

1．3 碳排放参数选择

由于农业碳足迹研究目前尚处于萌芽状态，国内许多碳排放参数还是空白，本研究参数参考前人研究的结果，并依据“就近原则”，首选国内的参数，其次是国外的参数，若相同项目存在多个参数，选取权威的或取平均值。各种物质的碳排放参数见表1，并统一用单位数量排放的碳当量来表示(Carbon equivalent，简称“Ce”)［8］。

1．4 数据来源与分析方法

本研究数据来源于实地农户生产调查，调查内容包括种植规模、化肥用量、灌溉用电量、农机投入消耗的柴油量、播种量和农药用量。采用SPSS13．0和Excel 2007统计软件，进行方差分析和相关显著性检测。

表1 不同农业资料的碳排放参数Tab．1 Index of carbon emission of differentmaterial for agricultural production

2 结果与分析

2．1 冬小麦—夏玉米种植模式碳足迹清单

麦玉模式在整个农业生产过程中，化肥、农药、柴油、电能、种子和土壤N2O排放量，以及相应的碳足迹见表2。麦玉模式总的碳足迹是1 737．37±337．02 kgCe/hm2·a，冬小麦碳足迹是 1 101．31 ±251．91 kgCe/hm2·a，夏玉米碳足迹是636．06 ±163．90 kgCe/hm2·a，冬小麦的碳足迹比夏玉米的多 534．05 kgCe/hm2·a。

麦玉模式碳足迹可分为化肥、电能、柴油、种子和农药五大部分(由于土壤N2O排放是施用N肥造成的，因此该部分碳足迹归入化肥部分)，详见表2和图1。施用化肥造成的碳足迹为 1 072．00 ±223．11 kgCe/hm2·a，占总碳足迹的 61．76%;灌溉消耗电能的碳足迹为 434．88±264．60 kgCe/hm2·a，占总量的 25．03%;农业机械投入消耗柴油的碳足迹是 129．24 kgCe/hm2·a，占总量的7．44%;种子碳足迹为 82．49 ±9．93 kgCe/hm2·a，占总量的4．75%;农药碳足迹为17．75 kgCe/hm2·a，占总碳足迹的1．02%。冬小麦和夏玉米碳足迹的构成情况与麦玉模式碳足迹相似，按各部分碳足迹比重，从大到小依次为化肥、灌溉、柴油、种子和农药。

麦玉模式中化肥碳足迹由氮肥、磷肥和钾肥组成，其中氮肥碳足迹占化肥碳足迹的93．93%，磷肥占5．11%，钾肥占 1．96%;氮肥碳足迹中，生产和运输部分占73．11%，土壤N2O部分占26．89%。冬小麦和夏玉米各自三种肥料的碳足迹比例与麦玉模式的情况相似，都是氮肥最多，磷肥此次，钾肥最少，但是冬小麦化肥碳足迹比夏玉米的多44．63%，其中氮肥多43．08%，磷肥多91．90%，钾肥多18．38%。

麦玉模式电能碳足迹是434．88 ±264．60 kgCe/hm2·a，冬小麦电能碳足迹为 309．01 ±181．44 kgCe/hm2·a，夏玉米电能碳足迹为125．87±96．10 kgCe/hm2·a，冬小麦电能碳足迹是夏玉米的近3倍。

麦玉模式柴油碳足迹中，玉米秸秆还田碳足迹所占比例最大，约占30%;旋耕和小麦收获所占比例略小，各约占27%;冬小麦和夏玉米播种碳足迹最小，各约占8%。冬小麦柴油部分碳足迹是夏玉米的近13倍。

麦玉模式中农药碳足迹由除草剂、杀虫剂和杀菌剂组成，其中除草剂碳足迹约占农药总碳足迹的70%，杀虫剂和杀菌剂碳足迹各约占15%。冬小麦农药碳足迹中，杀菌剂碳足迹所占比例最大，杀虫剂次之，除草剂最少;夏玉米农药碳足迹中，除草剂所占比例最大，杀虫剂次之，杀菌剂最少。

2．2 冬小麦—夏玉米种植模式碳足迹影响因素分析

麦玉模式的碳足迹受多种因素的影响，用相关分析法分别检验各项农资消耗量与麦玉模式碳足迹的相关性，结果发现只有N肥的施用量和电能消耗量与碳足迹存在正相关性(见图2、图3)。

表2 冬小麦—夏玉米种植模式碳足迹清单Tab．2 List of carbon footprint ofwinter wheat-summermaize cropping pattern

图1 冬小麦－夏玉米种植模式碳足迹构成Fig．1 Composition of carbon footprint ofwinter wheat-summermaize cropping pattern

图2 N肥施用量与冬小麦－夏玉米种植模式碳足迹的相关性Fig．2 Correlation between amount of applying nitrogenous fertilizer and carbon footprint ofwinter wheat-summermaize cropping pattern

N肥施用量与麦玉模式、冬小麦和夏玉米的碳足迹均存在显著的正相关性(P 值分别为 0．62＊＊，0．70＊＊和0．80＊＊)。由图2可以看出，每公顷增施1kg N 肥，麦玉模式的碳足迹增加2．23 kgCe/hm2·a(趋势线方程为 y=2．226x+804．5)，冬小麦碳足迹增加 2．71 kgCe/hm2·a(趋势线方程为y=2．714x+432．0)，夏玉米碳足迹增加2．16 kgCe/hm2·a(趋势线方程为 y=2．156x+264．3)，可见N肥施用量对冬小麦碳足迹的影响程度略大于夏玉米碳足迹。

图3 电能消耗量与碳足迹的相关性Fig．3 Correlation between the amount of applying electricenergy and carbon footprint ofwinter wheat-summermaize cropping pattern

灌溉电能消耗量与麦玉模式、冬小麦和夏玉米的碳足迹也均存在显著的正相关性(P 值分别为 0．75＊＊、0．80＊＊和0．47＊＊)。由图 3可知，每公顷多消耗 1 kWh电，麦玉模式的碳足迹就增加0．24 kgCe/hm2·a(趋势线方程为y= 0．238x + 1 323)，冬小麦的碳足迹增加0．34 kgCe/hm2·a(趋势线方程为 y=0．340x+649．9)，夏玉米的碳足迹增加0．20 kgCe/hm2·a(趋势线方程为y=0．199x+535．4)，可见电能消耗量对冬小麦碳足迹的影响程度显著大于夏玉米。

2．3 不同种植规模冬小麦—夏玉米模式的粮食碳成本比较

麦玉模式粮食碳成本为0．12±0．03 kgCe/kg，小麦碳成本和玉米碳成本分别为 0．16±0．04和 0．08±0．02 kgCe/kg。不同种植规模的麦玉模式生产粮食(小麦和玉米)的碳成本情况见图4。

由图4可知，麦玉模式粮食碳成本、小麦碳成本和玉米碳成本均与种植规模成显著的负相关性(P值分别为－0．31＊＊，－0．29＊＊和 －0．19＊＊)，碳成本随着种植规模的增大而呈下降趋势。进一步将种植规模分为小(0－5亩)、中(5－10亩)和大(≥10亩)三种类型进行研究，发现麦玉模式的粮食碳成本在小、中和大规模类型上的碳足迹分别为 0．13 ± 0．03，0．12 ± 0．03 和 0．10 ± 0．02 kgCe/kg;小麦在3类种植规模上的碳成本分为0．17±0．04，0．16 ±0．04 和 0．14 ±0．03 kgCe/kg;玉米相应的碳成本分别为 0．09 ± 0．02，0．08 ± 0．03 和 0．07 ± 0．02 kgCe/kg。可见，麦玉模式的粮食碳成本、小麦和玉米碳成本在3种种植规模中的碳成本均是小规模类型最高，中规模的较低，大规模的最低。

图4 不同种植规模冬小麦－夏玉米种植模式碳成本Fig．4 Carbon cost ofwinter wheat-summermaize cropping pattern at different cropping scopes

3 讨论与结论

3．1 华北平原麦玉模式节能减排潜力巨大

农业碳足迹受土壤、农作措施及社会经济等多因素的影响，并且各因素彼此之间又存在互作，因此不同区域，不同种植模式，农业碳足迹差异显著;相同区域内不同种植模式以及相同种植模式在不同区域都会存在差异。Nelson等计算美国农业的碳足迹是 91 －365 kgCe/hm2·a［6］;Hillier等人在苏格兰研究了冬油菜、春燕麦、冬燕麦、豆菜和冬小麦5种作物的碳足迹分别为436，310，388，125和764．9kgCe/hm2·a［10］;Mondelaers等计算出普通小麦的碳成本为0．08 kgCe/kg［10］;梁龙等测算冬小麦－夏玉米的碳成本是0．15 kgCe/kg［15］;本实验室前人研究麦玉模式农资部分的碳足迹为 762．90 kgCe/hm2·a［13］。本研究麦玉模式的碳足迹普遍高于国内外研究结果，主要原因如下:国外农业碳足迹研究的主要是一年一熟的种植模式，麦玉两熟模式在化肥、水和机械等投入量上显著高于国外;农户在农业生产过程中，化肥、水和农药等农资利用效率低;土壤N2O的排放主要是人为施用化肥造成的，有些研究结果并未包含这部分［16－17］;国产农机能耗高和农户播种量偏大也是造成碳足迹高的原因。总之，由于本研究中数据来源是调研所得，碳排放参数是借鉴前人研究的结果，因此所得的麦玉模式的碳足迹与真实值会存在一定差异，但是研究结果表明华北地区麦玉模式的碳足迹是相对较高的，麦玉模式在生产管理方面具有巨大的节能减排潜力，且冬小麦是重点。

3．2 化肥和灌溉是影响麦玉模式碳足迹的关键

麦玉模式碳足迹组成中，化肥尤其是施用氮肥造成的碳足迹所占的比重最大，这与其他学者研究结果相同［9，17，24］。主要原因是化肥本身在生产和运输的过程中需要消耗大量的化石燃料，另一方面粮食增产很大程度上依靠化肥，农民施用化肥的量相对较多，从而造成化肥部分的碳排放量就相对最大。灌溉消耗电能造成的碳足迹所占比重显著高于他人研究结果［9，17，24］，主要原因是吴桥地区灌溉用水部分很大部分来自于深层地下水，耗能必然显著高于使用地表水或浅层地下水的情况。化肥和电能两项占总碳足迹的绝大部分，因此，加强研发和普及适合当地的测土配方施肥和滴灌等节肥和节水技术，提高农业生产中的化肥和水分的利用效率，是降低华北地区农业碳足迹的关键。

3．3 规模种植对粮食碳成本的影响

本研究发现麦玉模式的粮食碳成本随种植规模增大而呈下降趋势，与Lal的研究结果相似［4］。主要原因是种植规模大的农户生产管理相对科学，提高了水肥的利用效率。可见种植规模化对实现低碳农业具有积极作用，但是由于种植规模效益同时受经济社会条件的影响，在不同区域，效果会存在差异，因此本研究结果有待进一步完善。总之，本研究利用碳足迹理论及研究方法评价农业生产的碳足迹，初步测算出了华北平原主体种植模式(冬小麦—夏玉米两熟制)的碳足迹，并初步绘制了种植冬小麦和夏玉米过程中在施肥、灌溉和农机投入等各个环节上的碳排放清单，以及生产小麦和玉米的碳成本。本研究丰富了碳足迹理论，为今后优化农业生产管理，降低农业生产的碳足迹，构建低碳农作系统和实现农业节能减排迈出了关键的一步。

致谢:本研究在河北吴桥县调查农业生产的过程中，得到了中国农业大学吴桥试验站鲁来清站长，本实验室杨再洁、罗永彬和周志冠等同学的帮助，在此一并感谢!

References)

［1］Wiedrnann T，Minx J．A Definition of“Carbon Footprint”［M］//Pertsova C C，Ecological Economics Research Trends．Hauppauge NY，USA:Nova Science Publishers，2008:1 －11．

［2］Peters G P．Carbon Footprints and Embodied Carbon at Multiple Scales［J］．Current Opinion in Environmental Sustainability，2010，38(9):4856－4869．

［3］耿涌，董会娟，郗凤明，等．应对气候变化的碳足迹研究综述［J］．中国人口· 资源与环境，2010，20(10):6－12．［Geng Yong，Dong Huijuan，Xi Fengming，et al．A Review of the Research on Carbon Footprint Responding to Climate Change．China Population，Resources and Environment，2010，20(10):6 －12．］

［4］赵荣钦，黄贤金．基于能源消费的江苏省土地利用碳排放与碳足迹［J］．地理研究，2010，29(9):1639 － 1649．［Zhao Rongqin，Huang Jianjin．Carbon Emission and Carbon Footprint of Different Land－Use Types Based on Energy Consumption of Jiangsu Province［J］．Geographical Research，2010，29(9):1639 －1649．］

［5］赵荣钦，黄贤金，钟太洋．中国不同产业空间的碳排放强度与碳足迹分析［J］．地理学报，2010，65(9):1048 －1057．［Zhao Rongqin，Huang Jianjin，Zhong Taiyang．Research on Carbon Emission Intensity and Carbon Footprint of Different Industrial Spaces in China［J］．Acta Geographica Sinica，2010，65(9):1048 －1057．］

［6］郭运功，汪冬冬，林逢春．上海市能源利用碳排放足迹研究［J］．中国人口·资源与环境，2010，20(2):103 －108．［Guo Yundong，Wang Dongdong，Lin Fengchun．Carbon Footprint of Energy Use in Shanghai［J］．China Population，Resources and Environment，2010，20(2):103 －108．］

［7］孙建卫，陈志刚，赵荣钦，等．基于投入产出分析的中国碳排放足迹研究［J］．中国人口·资源与环境，2010，20(5):28 －34．［Sun Jianwei，Chen Zhigang，Zhao Rongqin，et al．Research on Carbon Emission Footprint of China Based on lnput-output Model［J］．China Population，Resources and Environment，2010，20(5):28 －34．］

［8］Lal R．Carbon Emission from Farm Operations［J］．Environment International，2004，30:981 －990．

［9］Hillier J，Hawes C，Squire G，et al．The Carbon Footprints of Food Crop Production［J］． International Journal of Agricultural Sustainability，2009，7(2):107－118．

［10］Nelson R G，Hellwinckel CM，Brandt CC，et al．Energy Use and Carbon Dioxide Emissions from Cropland Production in the United States，1990 －2004［J］．Journal of Environmental Quality，2009，38(2):418－425．

［11］Dubey A，Lal R．Carbon Footprintand Sustainability of Agricultural Production Systems in Punjab，India and Ohio，USA［J］．Journal of Crop Improvement，2009，23:332 －350．

［12］Hillier J，Whittaker C，Dailey G，et al．Greenhouse Gas Emissions from Four Bioenergy Crops in England and Wales:Integrating Spatial Estimates of Yield and Soil Carbon Balance in Life Cycle Analyses［J］．Global Change Biology Bioenergy，2009，1(4):267 －281．

［13］Röös E，Sundberg C，Hansson P．Uncertainties in the Carbon Footprint of Food Products:A Case Study on Table Potatoes［J］．Int JLife Cycle Assess，2010，15:478 －488．

［14］Mondelaers K，Aertsens J，Van H G．A Meta-analysis of the Differences in Environmental Impacts between Organic and Conventional Farming［J］．British Food Journal，2009，111(10):1098－1119．

［15］梁龙，吴文良，孟凡乔．华北集约高产农田温室气体净排放研究初探［J］．中国人口· 资源与环境．2010，20(3):47－50．［Liang Long，Wu Wenliang，Meng Fanjiao．The Preliminary Study of Net Greenhouse Emissions in Intensive High-yielding Cropland in North China［J］．China Population，Resources and Environment，2010，20(3):47 －50．］

［16］伍芬琳，李琳，张海林，等．保护性耕作对农田生态系统净碳释放量的影响［J］．生态学杂志，2007，26(12):2035－2039．［Wu Fenlin，Li Lin，Zhang Hailin，et al．Effects of Conservation Tillage on Net Carbon Flus from Farm Land Ecosystems［J］．Chinese Journal of Ecology，2007，26(12):2035 －2039．］

［17］韩宾，孔凡磊，张海林，等．耕作方式转变对小麦/玉米两熟农田土壤固碳能力的影响［J］．应用生态学报．2010，21(1):91－98．［Han Bin，Kong Fanlei，Zhang Hailin，etal．Effectsof Tillage Conversion on Carbon Sequestration Capability of Farmland Soil Doubled Cropped with Wheat and Corn［J］．Chinese Journal of Applied Ecology，2010，21(1):91 －98．］

［18］West T O， Marland G． Net Carbon Flux from Agricultural Ecosystems:Methodology for Full Carbon Cycle Analyses［J］．Environmental Pollution，2002，116(3):439 －444．

［19］West TO，Marland G．A Synthesisof Carbon Sequestration，Carbon Emissions，and Net Carbon Flux in Agriculture:Comparing Tillage Practices in the United States［J］．Agriculture，Ecosystems and Environment，2002，91:217 －232．

［20］West T O，Marland G．Net Carbon Flux from Agriculture:Carbon Emissions， Carbon Sequestration， Crop Yield， and Land-use Change［J］．Biogeochemistry，2003，63(1):73 －83．

［21］逯非，王效科，韩冰，等．中国农田施用化学氮肥的固碳潜力及其有效性评价［J］．应用生态学报，2008，19(10):2239－2250．［Lu Fei，Wang Xiaoke，Han Bing，et al． Assessment on the Availability of Nitrogen Fertilization in Improving Carbon Sequestration Potential of China’s Cropland Soil［J］．Chinese Journal of Applied Ecoloyy，2008，19(10):2239 －2250．］

［22］夏德建，任玉珑，史乐峰．中国煤电能源链的生命周期碳排放系数计量［J］．统计研究．2010，27(8):82－89．［Xia Dejian，Ren Yulong，Shi Lefeng．Measurement of Life-Cycle Carbon Equivalent Emissions of Coal-Energy Chain［J］．Statistical Research，2010，27(8):82 －89．］

［23］Zheng X H，Han S H，Huang Y，et al．Re-quantifying the Emission Factors Based on Field Measurements and Estimating the Direct N2O Emission from Chinese Croplands［J］．Global Biogeochemical Cycles，2004，18(2):1 －19．

［24］Meisterling K，Samaras C，Schweizer V．Decisions to Reduce Greenhouse Gases from Agriculture and Product Transport:LCA Case Study of Organic and Conventional Wheat［J］．Journal of Cleaner Production，2009，17(2):222－230．

The Carbon Footprint of W inter W heat-Summer M aize Cropping Pattern on North China Plain

SHILei-gang CHEN Fu KONG Fan-lei FAN Shi-chao
(Key Laboratory of Farming System，Ministry of Agriculture/College of Agronomy and Biotechnology，China Agricultural University，Beijing 100193，China)

The theory on carbon footprint of agriculture can systematically evaluate the carbon emission caused by artificial factors，from agricultural production process，which is the theoretical basis for constructing low-carbon agriculture and has important guiding significance in realizing low-carbon agriculture．In order to get a clear understanding of carbon footprint in agricultural production，this paper，Based on the farmer’s production survey data from Wuqiao County of Hebei Province，we systematically evaluated the carbon footprint of winter wheat-summermaize cropping pattern by using agricultural carbon footprint theory．The resultswere as follows:The carbon footprint of winter wheat-summermaize cropping pattern was 1 737．37 ± 337．02 kg Ce/hm2·a，and the carbon cost of grain was 0．12 ±0．03 kg Ce/kg;the carbon footprint of winter wheatwas 1101．31 ±251．91 kg Ce/hm2·a，and the carbon cost of wheat was 0．16 ±0．04 kg Ce/kg;the carbon footprint of summermaize was 636．06 ±163．90 kg Ce/hm2·a，and the carbon cost ofmaize was．0．08 ± 0．02 kg Ce/kg．In the composition of carbon footprint of winter wheat-summer maize cropping pattern，61．76%was chemical fertilizer;25．03%electricity;7．44%diesel;4．75%seed;1．02%pesticides．The amount of nitrogenous fertilizer and electricity consumption was positively correlated with the carbon footprint and the scale of planting was negatively correlated with the carbon cost．Therefore，the construction of low-carbon agricultural cropping patternswith water-saving，fertilizer-saving and a large scale，is an importantway to realize agricultural energy saving and emission reduction on North China Plain．

wheat-maize cropping pattern;carbon footprint;carbon cost;low-carbon agriculture

S34

A

1002－2104(2011)09－0093－06

10．3969/j．issn．1002－2104．2011．09．016

2011－04－29

史磊刚，博士生，主要研究方向为低碳农作制度。

陈阜，教授，博导，主要研究方向为农作制度。

国家重要基础研究发展计划(973计划)(编号:2010CB951502);国家公益性行业(农业)科研专项(编号:201103001)。

(编辑:于 杰)