一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法及系统，方法包括：获取各县域某种农作物的环境投入变量、物资投入变量和产出变量；设置所述环境投入变量的松弛变量为0，建立种植所述农作物的各县域的生产效率评价函数；根据所述环境投入变量、所述物资投入变量、所述产出变量和所述生产效率评价函数，得到所述物资投入变量的松弛变量以及所述产出变量的松弛变量；根据所述物资投入变量的松弛变量、所述产出变量的松弛变量和温室气体减排潜力计算公式，得到所述农作物生产温室气体减排潜力。本发明专利技术公开的农作物生产温室气体减排潜力估算方法及系统，能够更加准确地估算相对最优生产效率下的农作物生产温室气体减排潜力。

A method and system for estimating greenhouse gas emission reduction potential of crop production

【技术实现步骤摘要】
一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法及系统
本专利技术涉及温室气体减排领域，特别是涉及一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法及系统。
技术介绍
当前的温室气体减排潜力估算方法，多数聚焦于某一种措施，如提高氮肥利用率，但是这些措施的改变并不能适用于所有的地区，每个地区的氮肥施用量和产量都不是一致的，其利用率也不一致。此外，仅关注于某一两种物资投入效率的提高来估算温室气体减排潜力，缺乏完整性，因为农作物的物资投入类型较多，如磷肥、钾肥、柴油、电力、农药、农膜、种子等，其物资的投入和利用率在各个地区也都不相一致，因此需要对各个地区的生产效率进行综合评价，并获取各地区每种物资的过多投入量来全面估算温室气体减排潜力。农业生产是一个复杂的系统，既要受到氮肥、农药等物资投入的影响，也受到降雨、土壤肥力等环境投入的影响。多数学者在采用数据包络分析方法研究多个评价单元(即评价对象，指的是种植某一种农作物的各个县域)的农业生产效率时，往往照搬工业的生产效率评价方法，忽略了农业生产中的环境投入，无法客观地评价农作物生产效率，因此也无法更加准确地估算相对最优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，包括：/n获取各县域某种农作物的环境投入变量、物资投入变量和产出变量；/n设置所述环境投入变量的松弛变量为0，建立种植所述农作物的各县域的生产效率评价函数；/n根据所述环境投入变量、所述物资投入变量、所述产出变量和所述生产效率评价函数，得到所述物资投入变量的松弛变量以及所述产出变量的松弛变量；/n根据所述物资投入变量的松弛变量、所述产出变量的松弛变量和温室气体减排潜力计算公式，得到所述农作物生产温室气体减排潜力。/n

【技术特征摘要】
1.一种农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，包括：
获取各县域某种农作物的环境投入变量、物资投入变量和产出变量；
设置所述环境投入变量的松弛变量为0，建立种植所述农作物的各县域的生产效率评价函数；
根据所述环境投入变量、所述物资投入变量、所述产出变量和所述生产效率评价函数，得到所述物资投入变量的松弛变量以及所述产出变量的松弛变量；
根据所述物资投入变量的松弛变量、所述产出变量的松弛变量和温室气体减排潜力计算公式，得到所述农作物生产温室气体减排潜力。


2.根据权利要求1所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述环境投入变量包括累积降雨量、有效积温、土壤有机质和pH数值；
其中，所述获取各县域某种农作物的环境投入变量，具体包括：
获取设定范围内气象站点的纬度、经度、日降雨量、日最高温和日最低温数据，按照所述经度和纬度数据对气象站点的日降雨量、日最高温和日最低温在全国范围进行克里格空间插值，然后按照所述农作物的种植区域提取出各县域在所述农作物的种植布局面上的日降雨量、日最高温和日最低温的每日平均值，计算得到各县域所述农作物生长期内的累积降雨量和有效积温；
获取土壤数据集中表层土壤0-30cm的土壤有机质和pH数值，并从所述表层土壤0-30cm的土壤有机质和pH数值中提取出各县域所述农作物种植区域的土壤有机质和pH数值。


3.根据权利要求2所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述累积降雨量计算公式为：



其中，P为所述农作物生长期的累积降雨量，m为所述农作物生长期总日数，Pi为所述农作物在生长期内的日降雨量；
所述有效积温计算公式为：



其中，GDDS为该作物生长期的有效积温，m为所述农作物生长期总日数，Ti，max为所述农作物在生长期内的日最高温，Ti，min为所述农作物在生长期内的日最低温，Tbase为所述农作物发育基点温度。


4.根据权利要求1所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述获取各县域某种农作物的物资投入变量，具体包括：
从各县域的统计年鉴中获取各县域所述农作物种植的氮肥、磷肥、钾肥、柴油、电力、农药、农膜和种子所对应的每亩物资投入量以及各县域所述农作物的总种植面积。


5.根据权利要求1所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述获取各县域某种农作物的产出变量，具体包括：
从各县域的统计年鉴中获取各县域所述农作物的每亩产量数据。


6.根据权利要求1所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述设置所述环境投入变量的松弛变量为0，建立种植所述农作物的各县域的生产效率评价函数，具体包括：
根据









λj≥0,建立种植所述农作物的各县域的生产效率评价函数；
其中，n为待评价的县域个数，每个待评价的县域都有o个环境投入变量，p个物资投入变量和1个产出变量，其中n≥2(o+p+1)；xrj表示第j个县域的第r个环境投入变量，Xj＝(x1j,x2j,…,xoj)T(xrj＞0)，其中，Xj表示第j个县域的环境投入变量组，T表示转置；ytj表示第j个县域的第t个物资投入变量，Yj＝(y1j,y2j,…,ypj)T(ytj≥0)，其中，Yj表示第j个县域的物资投入变量组，T表示转置；Zj表示第j个县域的产出变量，Zj＞0；λj为第j个县域对应的权重，xr0、yt0和z0分别为待评价县域“0”对应的第r个环境投入变量、第t个物资投入变量和产出变量，和分别为第t个物资投入变量和产出变量对应的松弛变量，ρ为待评价县域“0”的农作物生产效率评价函数，0＜ρ≤1。


7.根据权利要求6所述的农作物生产温室气体减排潜力估算方法，其特征在于，所述根据所述环境投入变量、所述物资投入变量、所述产出变量和所述生产效率评价函数，得到所述物资投入变量的松弛变量以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建政，许世卫，刘佳佳，张永恩，邸佳颖，李娴，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11