我国是世界第一大蔬菜生产国,我国蔬菜集约化生产系统是全世界高投入高产出的热点系统,环境问题突出,分析我国蔬菜生产系统的环境代价、减排潜力和调控途径对实现我国蔬菜生产绿色发展尤为重要。本文基于数据整合分析,建立了我国蔬菜生产系统的活性氮排放模型;基于本地化的生命周期评价(LCA)参数和大样本农户调查,定量化了我国辣椒生产的养分资源投入、环境代价与区域间差异;通过区域内不同农户的分组比较定量化了辣椒生产中环境代价的减排潜力;建立了蔬菜生产系统的土壤-作物系统综合管理技术,通过田间试验验证了其增产、减排的综合效应。主要结果如下:1.基于数据整合分析,建立了我国蔬菜生产系统的活性氮排放模型。我国蔬菜生产系统N2O排放和硝酸盐淋洗损失随施氮量增加呈线性增加,平均排放量分别为3.91 kgN2O-Nha-1和79.1 kg N ha-1,设施蔬菜系统的N20排放和硝酸盐淋洗损失显著高于露地蔬菜系统;N20排放因子和硝酸盐淋洗因子分别为0.69%和14.6%,设施与露地蔬菜系统的N20排放因子基本相同,然而设施蔬菜系统淋洗因子显著低于露地蔬菜系统。2.基于本地化的LCA参数和538个样本的农户调查分析,我国辣椒生产单位面积的活性氮损失、温室气体排放、富营养化效应和酸化效应潜值平均分别为120 kg N ha-1,5656 kg CO2-eq ha-1,48.8 kg PO4-eq ha-1和79.3 kg SO2-eq ha-1;单位产量的活性氮损失、温室气体排放、富营养化效应和酸化效应潜值平均分别为 6.15 kg N t-1,287 C02-eq t-1,2.51 P04-eq f1 和 4.14 kg S02-eq t-1。不同区域间辣椒生产的环境代价差异显著。在单位面积和单位产量上,不同区域环境代价由高到低排列分别为:华南地区>北方地区>西北地区>长江流域>西南地区;西北地区>北方地区>西南地区>华南地区>长江流域。3.区域内不同农户的分组比较研究表明,农户间辣椒生产的环境代价差异很大。在西南地区露地辣椒生产中,与全部农户平均相比,高产高效(氮肥)组农户的单位产量温室气体排放、富营养化效应潜值和酸化效应潜值分别低37.3%、34.4%和33.9%,同时产量高35.0%;在长江流域设施辣椒生产中,与全部农户平均相比,产量前25%的农户组在实现产量提高26.6%的同时,单位产量温室气体、酸化效应潜值和富营养化效应潜值分别低23.9%,25.1%,和25.7%。两个区域的分组分析都表明,通过综合的养分和作物管理优化,最好的农户管理措施具有较大的减排潜力。4.以长江流域设施辣椒生产体系为研究对象,通过优化土壤管理、优化群体设计、优化养分管理等措施,设计了土壤-作物系统综合管理(ISSM)技术体系,并进行了连续两年的田间验证试验,结果表明,与农户习惯相比,ISSM系统在降低54.5%的氮肥投入下,辣椒产量显著提高16.3%,单位产量活性氮损失、温室气体、酸化效应潜值和富营养化效应潜值分别降低了 59.5%、37.5%、51.2%和 59.1%。