与谷物生产不同，蔬菜生产的特点是集约化管理、高投入和高产出（Wang et al., 2018c; He et al., 2024b）。在中国，蔬菜生产系统的营养输入量远高于谷物生产系统，尤其是在塑料膜覆盖田、小拱形隧道和温室等保护性栽培系统中（Huang et al., 2017; Zhang et al., 2024）。过量的营养输入并未导致作物产量的相应增加，反而因利用率低而造成严重的环境损失（Liu et al., 2025）。因此，改善产量、资源投入和环境成本之间的关系已成为可持续蔬菜生产的核心挑战。
生命周期评估（LCA）已被广泛用于量化农业生产系统的环境负担（Fan et al., 2022; Alicia et al., 2024; Zhu et al., 2023）。在集约化蔬菜生产系统中，过量使用肥料是温室气体排放、富营养化、酸化和活性氮（N）损失的主要来源，这些损失通过硝酸盐淋溶、氨挥发和一氧化二氮排放等途径发生（Wang et al., 2020; Huang et al., 2017; Li et al., 2024; Wang et al., 2025）。研究表明，辣椒、卷心菜、生菜和番茄等作物的保护性生产伴随着巨大的环境成本（Jensen et al., 2024; He et al., 2024b; Zhang et al., 2021）。然而，保护性蔬菜生产系统的环境绩效因作物种类、地区和管理方式而异（Zhang et al., 2021; Guo, 2016; Wang et al., 2015; He et al., 2024b; Cheng et al., 2022）。关于保护性胡萝卜生产的研究证据仍然有限，尤其是在农民管理的条件下，这限制了针对具体作物的缓解策略的开发。
胡萝卜是一种重要的根茎类蔬菜，因其高产量、营养价值和市场需求而受到重视（Luby et al., 2014）。在中国，为了满足稳定的供应和高经济回报的需求，保护性胡萝卜生产迅速发展（Guo et al., 2012）。然而，这种生产集约化也增加了对肥料和其他外部投入的依赖，引发了环境可持续性的担忧（Norse and Ju, 2015; Liu et al., 2025）。山东省莱西市是一个典型的胡萝卜生产区，具有优越的自然条件、较大的胡萝卜种植面积和较高的保护性栽培比例（Zhang et al., 2024）。这些特点使得该地区适合评估保护性胡萝卜生产的环境成本并确定改进的管理策略。
我们假设莱西的保护性胡萝卜生产主要受到肥料相关投入和排放的环境负担影响，且实现高产量和高氮利用效率的农场单位产出的环境影响会低于氮利用效率较低的农场。因此，本研究的目的在于：（1）利用全球变暖潜力（GWP）、富营养化潜力（EP）、酸化潜力（AP）和能耗（ED）来量化保护性胡萝卜生产的环境影响；（2）确定不同投入和生产阶段对这些影响的贡献；（3）比较具有不同管理特征的农民群体之间的产量、氮利用效率和环境绩效。本研究的新颖之处在于它在中国代表性生产区域对保护性胡萝卜生产系统进行了农场层面的评估，结合LCA和农民群体分析来识别实际的缓解措施。
