[发明专利]一种县级尺度农作物资源利用与环境效应评估方法与系统

权利要求书

1.一种县级尺度农作物资源利用与环境效应评估方法，其特征在于，所述方法包括：

确定县级农作物的研究区域，获取所述研究区域的参数数据；

所述参数数据包括农业统计年鉴数据、农业气象站点观测数据、大气氮沉降数据、固氮数据、气象数据、地形数据、农作物灌溉雨养比例数据和经验参数数据；

根据所述研究区域的参数数据得到资源利用评价指标的计算结果，所述资源利用评价指标包括氮肥资源利用指标和水资源利用指标；

所述氮肥资源利用指标包括氮肥偏生产力，根据研究区域农作物氮肥施用强度与所述农业统计年鉴数据中的农作物单位面积产量得到所述氮肥偏生产力；

所述研究区域农作物氮肥施用强度根据农业统计年鉴数据中的省级农作物氮肥平均施用强度数据调整得到，所述研究区域农作物氮肥施用强度的计算过程如下：

SUM_pro＝N_pro+Com_pro×0.29

SUM_county＝N_county+Com_county×0.29

F_i＝F_i，pro×x₂

式中，SUM_pro表示农作物的省级氮肥施用总量，单位为kg；N_pro表示农作物的省级氮肥施用量，单位为kg；Com_pro表示农作物的省级复合肥施用量，单位为kg；0.29表示复合肥中的含氮比例；SUM_county表示农作物的县级氮肥施用总量，单位为kg；N_county表示农作物县级氮肥施用量，单位为kg；Com_county表示农作物的县级复合肥施用量，单位为kg；x₁表示县级氮肥施用总量与省级氮肥施用量保持相等时的调整系数；n表示县数量；j表示不同县；x₂表示每种作物的省级氮肥施用强度乘以其播种面积之和等于县级农作物氮肥施用量时的调整系数；m表示农作物种类数；i表示不同农作物；F_i，pro表示农作物i的省级氮肥平均施用强度，单位为kg/ha；Area_i，county表示农作物i的县级播种面积，单位为ha；F_i表示农作物i县级氮肥施用强度，单位为kg/ha，即所述研究区域氮肥施用强度；

所述氮肥资源利用指标还包括氮肥利用率，根据农作物氮肥产出量和农作物氮肥投入总量确定所述氮肥利用率；

所述农作物氮肥投入总量根据所述农业统计年鉴数据中的农作物有机氮肥投入量、农作物固氮总量、农作物大气氮沉降量和所述研究区域农作物氮肥施用强度确定；

所述农作物氮肥产出量根据所述农业统计年鉴数据中的农作物总产量与所述经验参数数据中的农作物含氮比例确定；

根据所述研究区域的参数数据得到环境效应评价指标的计算结果，所述环境效应评价指标包括温室气体排放和灰水足迹；

所述温室气体排放包括N₂O排放量；所述N₂O排放量包括N₂O直接排放量和N₂O间接排放量；

所述N₂O直接排放量的计算包括以下步骤：

根据所述农作物氮肥投入总量和农作物氮肥产出量计算农作物氮盈余量；

根据所述农作物氮盈余量和所述研究区域农作物氮肥施用强度计算得到所述N₂O直接排放量；

其中，所述研究区域农作物的N₂O直接排放量计算公式如下：

表示农作物i的N₂O直接排放量，单位为kg，NU_i，sur表示农作物i的氮盈余量，单位为kg；N_s，fer表示大豆的氮肥施用量，单位为kg；N_i，fer表示农作物i的氮肥施用量，单位为kg；

所述温室气体排放还包括CH₄排放量；所述CH₄排放量包括水稻种植前后不同水分管理方式下的CH₄排放量之和；所述水分管理方式包括种植前的稻田短期排水、长期排水和不排水，以及种植后的持续灌溉、多次排水灌溉、常规雨养和干旱雨养；

所述灰水足迹为：通过氮盈余数据计算出各农作物的氮淋溶量，然后通过氮淋溶量得到因化肥、农药的施用所需要的稀释水量，得到所述灰水足迹：

式中，WF_grey表示农作物灰水足迹；N_i，Lea表示农作物i的氮淋溶量；C_max表示污染物的水质标准浓度；C_nat表示水体中污染物的自然本底浓度；

其中，所述农作物i的氮淋溶量的计算方式如下：

N_i，Lea＝0.098×N_i，fer，大豆

式中，N_i，Lea表示农作物i的氮淋溶量，单位为kg，NU_i，sur表示农作物i的氮肥盈余量，单位为kg；N_i，fer表示农作物i的氮肥施用量，单位为kg；N_i，fer的计算公式为：

N_i，fer＝F_i×Area_i

式中，N_i，fer表示农作物i的氮肥投入量，单位为kg；F_i表示农作物i的氮肥施用强度，单位为kg/ha；Area_i表示农作物i的播种面积，单位为ha；

对所述资源利用评价指标的计算结果和环境效应评价指标的计算结果进行空间化，通过空间化的分布结果进行评估。