隨著全球人口和糧食需求的持續(xù)增長，化肥施用成為保障農(nóng)作物產(chǎn)量和全球糧食安全的重要手段。小麥、玉米和水稻種植面積占全球農(nóng)用地面積的47%，其氮肥用量高達52.5TgN，達到全球農(nóng)業(yè)氮肥用量的一半以上。然而，關于全球尺度上農(nóng)田氮肥投入的碳足跡定量分析仍然缺乏，導致農(nóng)業(yè)氮肥投入造成的溫室效應尚不清楚。

為此，研究人員通過整合全球數(shù)據(jù)，對上述3種主要農(nóng)作物生產(chǎn)過程的氮肥投入開展全過程生命周期評估，量化氮肥投入后直接和間接產(chǎn)生的碳固定和碳排放量，定量分析農(nóng)作物氮肥投入的碳足跡，并預測其在未來不同情境下的變化趨勢。

研究結果表明，2019年糧食生產(chǎn)過程氮肥施用產(chǎn)生的凈碳排放量為7.4GtCO2當量，其中，肥料生產(chǎn)的起始階段、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段和農(nóng)產(chǎn)品收獲后階段的貢獻比例分別為2%、11%和87%。全球洲際尺度分析表明，盡管亞洲是最大的谷類糧食生產(chǎn)區(qū)域，但北美洲在農(nóng)產(chǎn)品收獲后階段的碳足跡最高，為2.5GtCO2當量，其碳足跡總貢獻比例達到38%。對不同情境下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳足跡進行預測，結果發(fā)現(xiàn)，在不提升氮肥利用效率的情況下，到2100年滿足全球糧食需求的農(nóng)業(yè)氮肥投入將產(chǎn)生21.2GtCO2當量的碳排放。

該研究提出，若綜合考慮采取提升氮肥利用效率、改進生產(chǎn)技術、減少食物損失和改善全球民眾生活習慣等方面措施，2100年全球糧食作物氮肥投入的碳足跡可降至5.6GtCO2當量。該研究結果為指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品消費如何助力“雙碳”目標提供了依據(jù)。

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