一种水稻碳足迹评估方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种水稻碳足迹评估方法、系统、电子设备及存储介质，涉及农业生产和生态环境技术领域，该方法包括根据深度学习算法和田间环节稻田碳足迹评估数据集，确定目标区域田间环节农场碳足迹；根据获取的目标区域在上游环节、运输环节、田间环节、生产加工环节和消费环节上的稻田碳足迹评估数据集，并计算相应的农场碳足迹；将目标区域在上游环节、运输环节、田间环节、生产加工环节和消费环节上的农场碳足迹累加，确定目标区域农场碳足迹，并根据所述目标区域农场碳足迹确定目标区域产品碳足迹；所述产品碳足迹为生产单位质量水稻产品所产生的碳当量排放。本发明专利技术解决了现有水稻碳足迹评估方法存在的速度慢、精度低、灵活性差的问题。差的问题。差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻碳足迹评估方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及农业生产和生态环境
，特别是涉及一种水稻碳足迹评估方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]水稻是全球第二大粮食作物，关系到近一半人类的生存，但同时水稻种植也是人为CH4排放的主要来源之一，占据农业CH4排放总量的20％。除去水稻田间直接排放的温室气体之外，在水稻生产的其它阶段包括消费阶段也会产生大量的温室气体：上游部分包含田间输入产品的生产，例如肥料的生产、能源的生产、除草剂与杀虫剂的生产、农膜的生产等；下游部分包含水稻的的干燥与清洗、脱壳与研磨、包装、使用等；运输部分包含了交通工具在田地与各供应商、销售商之间的往返等。以上这些部分所产生的温室气体排放总量并不低于田间的直接排放。
[0003]目前，采用全生命周期法(LCA)来评估农作物的碳足迹已较为成熟。但是，在田间排放部分，大多数的LCA均采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2006年提供的国家温室气体清单指南来进行估算，这难以体现出不同田地间的气候差异、土壤差异以及农业管理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻碳足迹评估方法，其特征在于，包括：获取目标区域田间环节稻田碳足迹评估数据集；所述田间环节稻田碳足迹评估数据集至少包括气候数据集合、土壤数据集合和农业管理实践数据集合；根据深度学习算法和所述田间环节稻田碳足迹评估数据集，确定目标区域田间环节农场碳足迹；所述农场碳足迹为单位种植面积所产生的碳当量排放；获取目标区域上游环节稻田碳足迹评估数据集、目标区域运输环节稻田碳足迹评估数据集、目标区域生产加工环节稻田碳足迹评估数据集和目标区域消费环节稻田碳足迹评估数据集；根据所述目标区域上游环节稻田碳足迹评估数据集、所述目标区域运输环节稻田碳足迹评估数据集、所述目标区域生产加工环节稻田碳足迹评估数据集和所述目标区域消费环节稻田碳足迹评估数据集，确定目标区域上游环节农场碳足迹、目标区域运输环节农场碳足迹、目标区域生产加工环节农场碳足迹和目标区域消费环节农场碳足迹；将目标区域在上游环节、运输环节、田间环节、生产加工环节和消费环节上的农场碳足迹累加，确定目标区域农场碳足迹，并根据所述目标区域农场碳足迹确定目标区域产品碳足迹；所述产品碳足迹为生产单位质量水稻产品所产生的碳当量排放。2.根据权利要求1所述的一种水稻碳足迹评估方法，其特征在于，所述气候数据集合包含：气温、降水量、蒸发量、相对湿度、风速和日照；所述气温包括最低温度和最高温度；所述土壤数据集合包含：土壤总氮含量、土壤有机质含量、土壤pH值和土壤质地占比；所述农业管理实践数据集合包含：肥料管理、水管理模式、耕作管理、秸秆管理、水稻品种和种植模式；所述肥料管理包括肥料种类、施用量、施用次数和施用时间；所述水管理模式包括排水次数、排水时间和排水时长；所述耕作管理包括耕作深度、耕作次数和耕作时间；所述秸秆管理包括秸秆还田比率、时间和方式；所述水稻品种包括籼稻和粳稻；所述种植模式包括直播、移栽和有无覆膜。3.根据权利要求1所述的一种水稻碳足迹评估方法，其特征在于，所述根据深度学习算法和所述田间环节稻田碳足迹评估数据集，确定目标区域田间环节农场碳足迹，具体包括：将所述田间环节稻田碳足迹评估数据集中的气候数据集合、土壤数据集合和农业管理实践数据集合输入至由深度学习算法确定的稻田间土壤CH4排放深度学习模型中，确定目标区域稻田间土壤CH4排放量；将所述田间环节稻田碳足迹评估数据集中的气候数据集合、土壤数据集合和农业管理实践数据集合输入至由深度学习算法确定的稻田间土壤N2O排放深度学习模型中，确定目标区域稻田间土壤N2O排放量；将所述田间环节稻田碳足迹评估数据集中的气候数据集合、土壤数据集合和农业管理实践数据集合输入至由深度学习算法确定的稻田间土壤有机碳变化量深度学习模型中，确定目标区域稻田间土壤有机碳变化量；根据所述目标区域稻田间土壤CH4排放量、所述目标区域稻田间土壤N2O排放量和所述目标区域稻田间土壤有机碳变化量，计算目标区域田间环节土壤部分农场碳足迹；计算目标区域田间环节农机操作部分农场碳足迹；根据所述目标区域田间环节土壤部分农场碳足迹和所述目标区域田间环节农机操作部分农场碳足迹，确定目标区域田间环节农场碳足迹。
4.根据权利要求1所述的一种水稻碳足迹评估方法，其特征在于，所述目标区域上游环节农场碳足迹包括水稻种子生产、肥料生产、能源生产、除草剂生产、杀虫剂生产、农膜生产、包装袋生产所产生的碳当量排放；所述目标区域运输环节农场碳足迹包括运输输入产品从输入产品生产地至目标田地、运输包装袋从生产地至水稻加工厂、运输收获秸秆从目标田地至秸秆处理厂、运输收获水稻从目标田地至水稻加工厂、运输水稻产品从水稻加工厂至各水稻分销商所产生直接或间接的碳当量排放；所述目标区域田间环节农场碳足迹包含稻田土壤的温室气体排放及土壤有机碳变化量、执行各类农业管理实践过程中农业机械或设备所消耗能源所产生的碳当量排放；所述目标区域生产加工环节农场碳足迹包括稻谷清理与筛选、稻谷砻谷及砻下物的分离、碾米与成品整理过程中机械设备消耗能源所产生直接或间接的碳当量排放所述目标区域消费环节农场碳足迹包括煮熟米饭与处理残渣消耗能源所产生直接或间接的碳当量排放。5.根据权利要求1所述的一种水稻碳足迹评估方法，其特征在于，所述目标区域农场碳足迹的计算公式为：其中，M
i
为单位面积输入产品的质量，E
i
表示生产单位质量时输入产品的碳当量排放因子，i表示产品，i＝1,2，
…
8分别表示水稻种子、氮肥、磷肥、钾肥、除草剂、杀虫剂、农膜、包装袋；D
j
表示运输距离，j＝1,2，
…
7分别表示将水稻种子、氮肥、磷肥、钾肥、除草剂、杀虫剂、农膜从生产地运输到目标田地的距离、j＝8表示将包装袋从生产地运输到水稻加工厂的距离、j＝9,10分别表示将收...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋茜静，吴晴观，何勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：