劉景安

（北京市花木有限公司，北京 100044）

隨著中國(guó)提出將于2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，碳排放問(wèn)題已是各行業(yè)發(fā)展中必須面對(duì)的問(wèn)題。花卉產(chǎn)業(yè)是生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)，但在生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸和交易產(chǎn)業(yè)鏈中也存在碳排放問(wèn)題。中國(guó)是世界花卉栽培面積第一大國(guó)［1］，也是世界第二大切花和盆栽植物銷(xiāo)售國(guó)［2］，如何綜合評(píng)價(jià)花卉產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境效益，是未來(lái)實(shí)現(xiàn)花卉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要克服的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment，LCA）方法是當(dāng)前普遍接受的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)方式［3］，國(guó)外花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)方法應(yīng)用研究開(kāi)展較早。在21 世 紀(jì) 初，Russo 和De Lucia Zeller［4］已 利用LCA 評(píng)價(jià)方法對(duì)玫瑰和仙客來(lái)2 種花卉進(jìn)行了環(huán)境影響評(píng)估。當(dāng)前國(guó)外花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)研究雖然已不少，研究也相對(duì)系統(tǒng)，但總體上仍處于方興未艾的階段。

與世界花卉強(qiáng)國(guó)相比，中國(guó)在花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)方面的研究非常少，這與我國(guó)為世界花卉生產(chǎn)大國(guó)的地位不符，同時(shí)也不利于未來(lái)花卉產(chǎn)業(yè)的生態(tài)效益評(píng)價(jià)和可持續(xù)發(fā)展。本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為中國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 生命周期評(píng)價(jià)概述

生命周期評(píng)價(jià)方法是當(dāng)前由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)界定、被國(guó)際科學(xué)界廣泛接受，可以應(yīng)用到包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的諸多領(lǐng)域的一種評(píng)價(jià)環(huán)境負(fù)擔(dān)的方法［5-6］。利用該方法可用于評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品，或產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，或者產(chǎn)品從原材料、生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸及最終處置等整個(gè)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響［7-8］。

生命周期評(píng)價(jià)理論的應(yīng)用可追溯到20 世紀(jì)60 年代，初始階段主要用作資源和環(huán)境的分析。20 世紀(jì)90 年代前，生命周期評(píng)價(jià)研究和應(yīng)用發(fā)展比較緩慢，之后隨著對(duì)該方法進(jìn)一步認(rèn)知，其應(yīng)用研究開(kāi)始明顯增多。進(jìn)入21 世紀(jì)后，生命周期評(píng)價(jià)方法在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，相關(guān)研究報(bào)道快速增加［9-12］，開(kāi)始應(yīng)用到觀(guān)賞園藝植物上［13-14］。

利用生命周期評(píng)價(jià)方法可以評(píng)價(jià)與環(huán)境有關(guān)的一系列影響因素：地球變暖潛能（global warming potential，GWP）［15］、非生物損耗（abiotic depletion ，簡(jiǎn)稱(chēng)AD）［16］、空氣酸化（air acidification，AA）［17］、富 營(yíng) 養(yǎng) 化（eutrophication，EU）［18］、光 化 學(xué) 氧 化（photochemical oxidation，PO）［19］、臭氧損耗（ozone depletion，OD）［20］、人體毒性（human toxicity，HT）、淡水水生生物毒性（freshwater aquatic ecotoxicity，F(xiàn)A）［21］、海 洋 生 態(tài) 毒 性（marine ecotoxicity ，MAET）［22］, 陸 地 生 態(tài) 毒 性（terrestrial ecotoxicity，TE）［22］, 碳 足跡（CO2footprint）［23］和水 足 跡（water footprint）［23］等。在觀(guān)賞植物生產(chǎn)過(guò)程中，生命周期評(píng)價(jià)可以用來(lái)評(píng)價(jià)觀(guān)賞植物生產(chǎn)中每個(gè)階段投入（能量和材料的投入）和輸出（如對(duì)大氣、土壤和水等影響）對(duì)環(huán)境的影響。

2 國(guó)外花卉產(chǎn)業(yè)中生命周期評(píng)價(jià)（LCA）應(yīng)用研究進(jìn)展

在國(guó)外花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用研究中，根據(jù)花卉的最終利用形式可分為切花花卉、觀(guān)賞盆栽花卉及觀(guān)賞植物的應(yīng)用研究（樹(shù)木類(lèi)）［24］。本文僅涉及切花和觀(guān)賞盆栽花卉2 類(lèi)。

2.1 切花花卉中的應(yīng)用

根據(jù)已有報(bào)道，整個(gè)切花生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響包含以下4 個(gè)方面［24］：第一，溫室建設(shè)材料、化學(xué)材料、肥料、堆肥、水培基質(zhì)和繁殖材料在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中消耗的能量和產(chǎn)生的碳排放；第二，處理和包裝過(guò)程中材料和能源的消耗造成的環(huán)境影響，如花卉冷藏和包裝過(guò)程中水、材料和能量的消耗；第三，運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)生的環(huán)境影響，指的是花卉運(yùn)輸?shù)酱笮褪袌?chǎng)或者花店、園藝中心、超市等零售目的地或最終消費(fèi)端過(guò)程中的能量消耗對(duì)環(huán)境的影響；第四，切花生產(chǎn)中所用的燃料、水、電、肥料、殺蟲(chóng)劑等對(duì)環(huán)境的影響。

在切花生產(chǎn)和管理過(guò)程中，產(chǎn)生的環(huán)境碳排放主要與非生物損耗（AD）、空氣酸化（AA）、富營(yíng)養(yǎng)化（EU）、全球變暖（GW）和光化學(xué)氧化（PO）有關(guān)。切花生產(chǎn)和運(yùn)輸中消耗的材料（建設(shè)材料、基質(zhì)、穴盤(pán)、育苗材料等）及栽培過(guò)程中消耗的材料（燃料、電、水、肥等）均與上面5 個(gè)因素相關(guān)，而切花采后儲(chǔ)藏控制和運(yùn)輸過(guò)程中造成的環(huán)境碳排放主要與AD、GW、AA、PO 等因素有關(guān)。根據(jù)已有報(bào)道，切花生產(chǎn)中是否加熱、冷藏時(shí)間長(zhǎng)短等生產(chǎn)條件顯著影響環(huán)境碳排放。Abeliotis 等研究得出，希臘切花康乃馨在不加溫溫室生產(chǎn)中的碳排放量非常低，碳排放主要是由冷藏和運(yùn)輸中電能消耗造成（非生物損耗）；其生產(chǎn)過(guò)程中冷藏和運(yùn)輸過(guò)程碳排放占整個(gè)生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)階段碳排放的60.8%～82.2%，而荷蘭切花康乃馨生產(chǎn)過(guò)程中肥料使用是造成的碳排放高的主要原因，最高可占全過(guò)程的83.3%［25］。與上述康乃馨上的研究結(jié)果相比，在荷蘭，溫室玫瑰生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響呈現(xiàn)完全不一樣的結(jié)果。同樣對(duì)于AD、AA、EU、GW 和PO 等5 個(gè)因素，氣候控制系統(tǒng)成為玫瑰生產(chǎn)碳排放的主要貢獻(xiàn)因子，占 整 個(gè) 過(guò) 程 的93.9%～98.6%［26］。Sahle 和Potting［27］研究了埃塞俄比亞21 個(gè)農(nóng)場(chǎng)玫瑰生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響，結(jié)果表明玫瑰生長(zhǎng)階段對(duì)AD、AA、EU、GW、OD、HT、FAET、MAET、TE 和PO 貢獻(xiàn)多達(dá)75%～90%，采后的冷藏和運(yùn)輸對(duì)環(huán)境影響較小，僅占1%～30%。在玫瑰生長(zhǎng)階段各因素中，肥料對(duì)環(huán)境的影響最大[25%（ET）～79%（MAET）]，其次是殺蟲(chóng)劑。與Torrellase 等［26］在荷蘭玫瑰種植上的研究結(jié)果相比，Sahle 和Potting 的研究表明，在埃塞俄比亞玫瑰種植中生產(chǎn)投入、地區(qū)和種植方式等差異均會(huì)產(chǎn)生不同的環(huán)境碳排放。 Franze 和Giroth［28］利用LCA 方法分析了荷蘭和厄瓜多爾玫瑰種植過(guò)程對(duì)碳排放的影響。結(jié)果表明，除了OD 外，荷蘭玫瑰生產(chǎn)過(guò)程對(duì)其他環(huán)境碳排放影響因素的貢獻(xiàn)值均高于厄瓜多爾。在荷蘭，玫瑰種植生產(chǎn)中溫室能量消耗對(duì)GWP 影響因子的貢獻(xiàn)率為98.9%，是造成環(huán)境負(fù)面影響的主要因子，而在厄瓜多爾則為35%，為非主要環(huán)境影響因子。在其他環(huán)境影響因素方面，荷蘭玫瑰種植生產(chǎn)過(guò)程對(duì)AD、FAET、MAET和TE 等的貢獻(xiàn)均超過(guò)了90%，遠(yuǎn)高于厄瓜多爾。

同種類(lèi)花卉在不同加熱條件、運(yùn)輸條件以及其他條件下，通過(guò)LCA 方法分析得出對(duì)環(huán)境碳排放的貢獻(xiàn)率（AD、AA、EU、GW、PO、OD、HT、FAET、MAET、TE 等影響因素）差異顯著［28-31］。在切花玫瑰的種植過(guò)程中，荷蘭切花玫瑰種植能量消耗（燃料和電）造成的碳排放占整個(gè)生命周期碳排放的95%以上，而在肯尼亞僅占2%［30］。在荷蘭與厄瓜多爾切花玫瑰種植過(guò)程中碳排放的對(duì)比研究中得到了類(lèi)似的結(jié)果，荷蘭切花玫瑰種植過(guò)程對(duì)GW 因素的貢獻(xiàn)占據(jù)整個(gè)生命周期的80%，而厄瓜多爾僅有20%［28］。 不同地區(qū)切花玫瑰種植過(guò)程的總能量需求差異顯著，在哥倫比亞，每支玫瑰在加熱和不加熱溫室條件下平均每年的總能量消耗分別是14.51 MJ 和14.38 MJ，而在肯尼亞和荷蘭則分別是2.4 MJ 和20.2 MJ［31］。Bojacá 和Schrevens 的研究分析認(rèn)為花卉運(yùn)輸條件和加熱條件造成了以上結(jié)果的差異。每支切花玫瑰從哥倫比亞運(yùn)輸?shù)接?guó)的年均消耗能量為12.25 MJ，而從肯尼亞到英國(guó)僅為0.3 MJ；溫室加熱方面，每支玫瑰在荷蘭年均能耗高達(dá)19.9 MJ，而在哥倫比亞僅為0.51 MJ［31］。

通過(guò)生命周期評(píng)價(jià)方法分析得出，觀(guān)賞花卉在不同生長(zhǎng)階段的溫室氣體總排放量同樣差異顯 著。Wandl 和Haberl［32］通 過(guò) 對(duì)18 個(gè) 觀(guān) 賞 植 物（切花和盆栽植物）不同階段碳排放的研究發(fā)現(xiàn)，加熱能耗是馬蹄蓮、風(fēng)信子、鳶尾和石蒜等花卉在種植過(guò)程中碳排放的最大影響因子，占據(jù)總排放量的87%。菊花和夏季切花產(chǎn)品種植過(guò)程加熱能耗對(duì)碳排放的影響較小。在二氧化碳總排放量方面，夏季和春季種植的花卉數(shù)值最低，隨后依次是菊花、小蒼蘭和毛茛。該研究還得出，18個(gè)觀(guān)賞植物的總GWP 范圍在1.3～2.6 kg CO2eq［32］。

2.2 觀(guān)賞盆栽植物中的應(yīng)用

根據(jù)已有研究可知［24］，觀(guān)賞盆栽植物生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境碳排放的影響包含以下方面：第一，花卉生產(chǎn)所需原材料如溫室建設(shè)材料、化學(xué)材料、肥料、堆肥、繁殖材料（種子，穴盤(pán)，生根苗和種球等）、草炭、蛭石、珍珠巖等生產(chǎn)和運(yùn)輸中所產(chǎn)生的碳排放；第二，花卉種植過(guò)程中的加熱能耗、用電能耗，灌溉、噴霧系統(tǒng)等水的消耗，殺蟲(chóng)劑和肥料的使用產(chǎn)生的環(huán)境碳排放；第三，觀(guān)賞植物的包裝如套袋等產(chǎn)生的環(huán)境碳排放，特別是對(duì)于蝴蝶蘭、紅掌、一品紅等熱帶物種來(lái)說(shuō)；第四，運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)生的環(huán)境碳排放，包括運(yùn)輸?shù)酱笮褪袌?chǎng)或者花店、園藝中心、超市等零售目的地或最終消費(fèi)端過(guò)程中的能量消耗對(duì)環(huán)境的影響。

地球變暖潛能（global warming potential，GWP）指標(biāo)是觀(guān)賞盆栽植物生命周期評(píng)價(jià)中一個(gè)重要指標(biāo)。Ingram 等［33］通過(guò)對(duì)溫室中生產(chǎn)的秋海棠研究得出，種植過(guò)程總GWP 與基質(zhì)、穴盤(pán)等材料和使用的機(jī)械設(shè)備有關(guān)，其測(cè)量值為0.1396 kg CO2eq。秋海棠生產(chǎn)過(guò)程中容器的使用和電能的消耗對(duì)GWP 參數(shù)的貢獻(xiàn)分別為30.8%和12.3%。在盆栽菊花生產(chǎn)的研究獲得了類(lèi)似結(jié)果，盆栽菊花生產(chǎn)過(guò)程中總的GWP 數(shù)值為0.5552 kg CO2eq［33］，其中，44.8%為基質(zhì)所貢獻(xiàn)（基質(zhì)為60/40 的草炭/木纖維），26.4%的來(lái)自容器。在盆栽仙客來(lái)上，Russo 等［3］研 究 了2 個(gè)意大利溫室中仙客來(lái)種植過(guò)程對(duì)GWP 的貢獻(xiàn)情況，得出仙客來(lái)的幼苗期階段（繁殖和育苗）對(duì)GWP 的貢獻(xiàn)最大，原因是該過(guò)程需要加熱；其次是農(nóng)場(chǎng)的電能消耗。但是該研究還認(rèn)為，與環(huán)境有關(guān)的能源消耗比如電，能被可再生能源如風(fēng)能和太陽(yáng)能所替代，因而類(lèi)似電的能源消耗有改進(jìn)的潛力。類(lèi)似的結(jié)果也被Bonaguro 等［34］在天竺葵生產(chǎn)上的研究所證實(shí)，因?yàn)樾枰訜嵘a(chǎn)的天竺葵，加熱對(duì)總GWP 貢獻(xiàn)占91.3%。

使用可替代能源能降低花卉生產(chǎn)中的碳排放。Soode 等對(duì)一品紅的生命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)階段利用的電能是GHG 排放中最大貢獻(xiàn)者，這一情況可以通過(guò)利用可再生能源比如木材廢棄物進(jìn)行改善。研究結(jié)果得出，與利用不可再生能源比如化石能源相比，當(dāng)利用木材廢棄物作為加熱資源生產(chǎn)一品紅時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)GWP 輸出貢獻(xiàn)會(huì)降低80%［35］。例如利用常規(guī)能源種植一品紅產(chǎn)生 的GWP 多達(dá)21 kg CO2eq［30］，但是當(dāng)利用木材廢棄物加熱時(shí)GWP 只有0.5921 kg CO2eq［35］。

在荷蘭，到目前為止，蝴蝶蘭是消耗能源最多的盆栽觀(guān)賞植物，幾乎所有的碳排放量（96.4%）與種植階段的能源投入有關(guān)［30］，這一研究結(jié)果得到Wandl 和Heberl［32］的 驗(yàn) 證。除 了 盆 栽 仙 客 來(lái)外，Wandl 和Heberl 還測(cè)定了其他8 種盆栽花卉，得出碳排放從多到少依次為石蒜、杜鵑花、一品紅、風(fēng)信子、天竺葵、報(bào)春花、鋪墊植物和堇菜。仙客來(lái)產(chǎn)生了5.5 kg CO2eq，該數(shù)值在該研究中高于平均值1.8 kg CO2eq［32］.

3 生命周期評(píng)價(jià)在國(guó)內(nèi)花卉應(yīng)用中的研究進(jìn)展

雖然近年來(lái)我國(guó)在大田作物玉米［36］，水稻［37］，小麥［38］及園藝作物上［39-41］已有不少生命周期評(píng)價(jià)方法相關(guān)研究報(bào)道，但國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)LCA 評(píng)價(jià)研究整體上相對(duì)薄弱。楊印生等首次較為全面地介紹了農(nóng)業(yè)方面的生命周期評(píng)價(jià)方法，對(duì)其定義、階段步驟及相關(guān)技術(shù)體系進(jìn)行了全面的闡述，該報(bào)道針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)一步分析了LCA 評(píng)價(jià)方法應(yīng)用的必要性和可能存在的問(wèn)題，最后討論了開(kāi)展生命周期評(píng)價(jià)研究對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的意義，并提出相應(yīng)的對(duì)策建議［42］。

我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但在國(guó)內(nèi)花卉的科研、生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)中，有關(guān)生命周期評(píng)價(jià)的研究鮮有報(bào)道。通過(guò)文獻(xiàn)檢索，國(guó)內(nèi)有關(guān)花卉生命周期評(píng)價(jià)的研究是曹淑雯基于生命周期理論研究了鮮切花供應(yīng)鏈碳足跡［43］。該研究利用LCA 評(píng)價(jià)法，首先界定了鮮切花供應(yīng)鏈的邊界，其次對(duì)供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的碳排放值進(jìn)行了定量計(jì)算和比較分析，最后針對(duì)性地給出節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的方向性建議。在該研究中，鮮切花生命周期被界定為以下4 個(gè)階段：第一階段是鮮花種植及采收預(yù)冷；第二階段是鮮花運(yùn)輸；第三階段是鮮切花包裝銷(xiāo)售；第四個(gè)階段是消耗與腐損廢棄。作者利用相關(guān)農(nóng)資和能源的碳排放系數(shù)計(jì)算了鮮切花生命周期各階段的碳足跡，研究結(jié)果表明，鮮切花冷鏈碳足跡為1 120.015 kg，其中儲(chǔ)運(yùn)運(yùn)輸過(guò)程中的碳足跡707.0749 kg，占整體碳足跡的63.13%，比例最高，其次是包裝階段（21.32%），而生產(chǎn)階段的碳排放占比最低，僅有1.65%。根據(jù)以上結(jié)果分析，作者建議在低溫倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)開(kāi)發(fā)、研發(fā)節(jié)能型冷藏車(chē)、科學(xué)規(guī)劃運(yùn)輸路線(xiàn)、水肥一體化、無(wú)土栽培、綠色包裝、供應(yīng)鏈數(shù)字化升級(jí)等方面采用新技術(shù)、科學(xué)管理模式，加強(qiáng)信息化管理。

通過(guò)曹淑雯研究可以得出，中國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)碳排放與其他國(guó)家和地區(qū)均有所差異，這種情況與國(guó)情、生產(chǎn)方式、區(qū)域差異等等均可能有關(guān)。因而為了更全面的反映我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)碳排放的全貌，包括不同區(qū)域、不同生產(chǎn)方式、不同運(yùn)輸儲(chǔ)藏方式、不同消費(fèi)方式的碳排放情況，需要有更多類(lèi)似的研究來(lái)支撐。同時(shí)，也需要開(kāi)展花卉生產(chǎn)對(duì)環(huán)境凈碳排放的研究，原因是當(dāng)前仍然不清楚國(guó)內(nèi)花卉產(chǎn)業(yè)整體的環(huán)境效益是正或負(fù)。

4 未來(lái)我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)開(kāi)展生命周期評(píng)價(jià)研究的必要性和建議

花卉產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”環(huán)境發(fā)展理念的重要支撐，目前國(guó)內(nèi)缺乏花卉產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)研究，不利于環(huán)境友好型花卉產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。加強(qiáng)利用生命周期評(píng)價(jià)方法開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)有利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)由花卉大國(guó)向花卉強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變及實(shí)現(xiàn)花卉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

為此，建議梳理我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀，摸清國(guó)內(nèi)花卉產(chǎn)業(yè)生命周期評(píng)價(jià)需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。其次，選定花卉產(chǎn)業(yè)中主要花卉開(kāi)展生命周期評(píng)價(jià)研究。第三，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外、跨學(xué)科間的合作，利用生命周期評(píng)價(jià)方法因地制宜地開(kāi)展國(guó)內(nèi)花卉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)評(píng)價(jià)研究。第四，積極爭(zhēng)取政府政策和資金支持。