G省農業(yè)活動溫室氣體排放特征

摘要 本文核算了2016—2021年G省農業(yè)活動溫室氣體排放情況，確定了農業(yè)活動溫室氣體排放清單的核算范圍，收集了活動水平數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)及相關參數(shù)，核算了排放源、排放量，分析了排放結構和趨勢等，為農業(yè)活動溫室氣體排放清單報告的編制提供參考。

關鍵詞 農業(yè)溫室氣體結構；農業(yè)碳排放；農業(yè)溫室氣體；排放清單

中圖分類號 S181 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）23-24-0109-05

農業(yè)活動溫室氣體既包含占比10%～15%的二氧化碳，又包含占比45%～55%甲烷和占比30%～40%的氧化亞氮等非二氧化碳溫室氣體[1-2]，是我國除能源消耗和工業(yè)生產過程外最大的溫室氣體排放源[3]，是應對氣候變化的重要領域。

農業(yè)碳排放核算研究中，主要納入的排放源包括農地利用、農作物種植、畜禽養(yǎng)殖、秸稈燃燒和農業(yè)能源消耗5個大類。核算農業(yè)活動溫室氣體排放量的方法包括排放因子法、實測法、模型法、物料平衡法和全生命周期法等[4]。目前適用范圍較廣的方法是來源于政府間氣候變化委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的《IPCC國家溫室氣體清單指南》的排放因子法，也是國內溫室氣體排放核算大多遵循的方法[5]。溫室氣體清單是摸清溫室氣體排放現(xiàn)狀、識別溫室氣體主要排放源的重要依據(jù)，建立科學的核算方法，系統(tǒng)掌握溫室氣體排放總體情況，將為科學量化碳排放強度指標，推動綠色低碳發(fā)展提供有效的數(shù)據(jù)支撐[6]。實踐中溫室氣體清單指南整體上遵循IPCC排放因子法的方法框架[7]。本文參考《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》，遵循IPCC方法學體系。農業(yè)溫室氣體清單報告排放活動包括動物腸道發(fā)酵甲烷排放、糞便管理甲烷和氧化亞氮排放、稻田甲烷排放、農用地氧化亞氮排放。本文核算了2016—2021年G省農業(yè)活動溫室氣體排放情況，確定了農業(yè)活動溫室氣體排放清單核算范圍，收集了活動水平數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)及相關參數(shù)，核算了排放源、排放量，分析了排放結構和趨勢等，為農業(yè)活動溫室氣體排放清單報告的編制提供參考。

1 材料與方法

1.1 農業(yè)活動溫室氣體排放源

G省農業(yè)活動溫室氣體排放主要包括稻田甲烷排放、農用地氧化亞氮排放、動物腸道發(fā)酵甲烷排放以及動物糞便管理中甲烷和氧化亞氮排放四部分，見表1。

1.2 農業(yè)活動溫室氣體排放計算方法

農業(yè)活動溫室氣體排放計算的基本原理：排放量=活動水平數(shù)據(jù)×排放因子，具體如下。

1.2.1 稻田甲烷排放 "水稻可分為單季稻、雙季早稻和雙季晚稻3種類型。稻田甲烷排放核算可首先確定不同稻田類型的排放因子和活動水平，然后根據(jù)式（1）計算排放量。

稻田甲烷排放＝單季稻種植面積×排放因子+雙季早稻種植面積×排放因子+雙季晚稻種植面積×排放因子 （1）

1.2.2 農用地氧化亞氮排放 "農用地氧化亞氮排放包括直接排放和間接排放2個部分。排放量的計算公式如式（2—11）。

直接排放=農用地氮輸入量×排放因子（以氮計）×44/28 （2）

農用地氮輸入量=化肥氮輸入+糞肥氮輸入+秸稈還田氮輸入 （3）

化肥氮=氮肥折純施用量+復合肥折純施用量×復合肥純量含氮比例 （4）

糞肥氮=[（畜禽總排泄氮量-放牧-做燃料）+鄉(xiāng)村人口總排泄氮量]×（1-淋溶徑流損失率-揮發(fā)損失率）-畜禽糞便管理系統(tǒng)氧化亞氮排放量 （5）

畜禽排泄氮量=畜禽數(shù)量×畜禽年排泄氮量 （6）

鄉(xiāng)村人口排泄氮量=鄉(xiāng)村人口量×鄉(xiāng)村人口年排泄氮量 （7）

秸稈還田氮輸入量=地上秸稈還田氮量+地下根氮量=（作物籽粒產量/經濟系數(shù)-作物籽粒產量）×干重比×秸稈還田率×秸稈含氮率+作物籽粒產量/經濟系數(shù)×根冠比×干重比×根或秸稈含氮率 （8）

間接氧化亞氮排放=大氣氮沉降氧化亞氮間接排放+淋溶、徑流氧化亞氮間接排放 （9）

大氣氮沉降排放=（畜禽糞便氮輸入量×20%+農用地氮輸入×10%）×大氣氮沉降間接排放因子（以氮計）×44/28 （10）

淋溶徑流排放=農用地氮輸入×20%×淋溶徑流間接排放因子（以氮計）×44/28 （11）

1.2.3 動物腸道發(fā)酵甲烷排放 "腸道發(fā)酵甲烷排放量等于各種動物的存欄數(shù)量乘以對應的排放因子，然后求和得到各種動物的腸道發(fā)酵甲烷總排放量。計算公式如下。

[ECH4，enteric，i=EFCH4，enteric，i×APi×10-7] （12）

式（12）中，[ECH4， enteric，i]為第i種動物甲烷排放量，萬t CH4/年；[EFCH4， enteric，i]為第i種動物的甲烷排放因子，kg/（頭·年）；[APi]為第i種動物的數(shù)量，頭（只）。i表示不同種類動物，包括非奶牛、水牛、奶牛、山羊和豬。

[ECH4=ECH4， enteric， i] （13）

式（13）中，[ECH4]為動物腸道發(fā)酵甲烷總排放量，萬t CH4/年；[ECH4， enteric， i]為第i種動物甲烷排放量，萬t CH4/年。

1.2.4 動物糞便管理中甲烷和氧化亞氮排放 "動物糞便管理中甲烷排放量等于動物糞便管理方式下甲烷排放因子乘以動物數(shù)量，然后將各種動物的排放量求和得到總排放量，計算公式如下。

[ECH4，manure，i=EFCH4，manure，i×APi×10-7] （14）

式（14）中，[ECH4， manure，i]為第i種動物糞便管理甲烷排放量，萬t CH4/年；[EFCH4， manure，i]為第i種動物糞便管理甲烷排放因子，kg/（頭·年）；[APi]為第i種動物的數(shù)量，頭（只）。

動物糞便管理氧化亞氮排放量等于動物糞便管理方式下氧化亞氮排放因子乘以動物數(shù)量，然后將各種動物的排放量求和得到總排放量，計算公式如下。

[EN2O，manure，i=EFN2O，manure，i×APi×10-7] （15）

式（15）中，[EN2O，manure，i]為第i種動物糞便管理氧化亞氮排放量，萬t N2O/年；[EFN2O， manure，i]為特定種群糞便管理氧化亞氮排放因子，kg/（頭·年）；[APi]為第i種動物的數(shù)量，頭（只）。

2 結果與分析

根據(jù)1.2所述計算方法，可獲得2016—2021年農業(yè)活動溫室氣體排放量結果，對其排放指標、排放結構和排放趨勢進行分析。

2.1 排放總量及排放強度分析

農業(yè)活動溫室氣體排放總量及排放強度結果如表2所示，該省2016—2021年農業(yè)活動溫室氣體排放總量和碳排放強度整體呈下降趨勢。

2.2 溫室氣體排放結構分析

農業(yè)活動分部門的溫室氣體排放結果如表3所示。2016—2021年農業(yè)活動分部門排放量對排放總量貢獻大小排序依次是農用地、稻田、動物糞便管理系統(tǒng)、動物腸道發(fā)酵甲烷排放；農用地氧化亞氮排放為農業(yè)活動的主要來源，在2016—2021年呈現(xiàn)波動減少的趨勢；稻田甲烷、動物糞便管理系統(tǒng)和動物腸道發(fā)酵甲烷排放在2016—2019年整體呈減少趨勢。

農業(yè)活動分氣體類型的溫室氣體排放結果如表4所示。2016—2021年該省農業(yè)活動氧化亞氮排放量明顯大于甲烷排放量。甲烷排放量在2016—2019年保持減少趨勢，2020—2021年有小幅增加。氧化亞氮排放量在2016—2021年整體呈減少趨勢。

2.3 農用地溫室氣體排放情況分析

農用地氧化亞氮排放包括直接排放和間接排放兩部分，排放量結果如表5所示。2016—2021年的農用地氧化亞氮排放占該省農業(yè)領域溫室氣體排放的67.8%～71.7%，農用地直接排放為主要排放源，占75%以上。農用地輸入氮包括化肥氮、糞肥氮和秸稈還田氮，與農用地溫室氣體排放量存在相關性。2016—2021年該省農用地輸入氮的主要氮源為秸稈還田氮，其次為化肥氮，第三為糞肥氮。

2.4 稻田溫室氣體排放情況分析

溫室氣體清單計算把水稻分為單季稻、雙季早稻和雙季晚稻3種類型，2016—2021年稻田甲烷排放量結果如表6所示。2016—2021年的稻田甲烷排放占該省農業(yè)領域溫室氣體排放的16.2%～18.2%，其變化趨勢與稻田種植面積變化呈現(xiàn)相關性，大部分稻田甲烷排放在雙季稻種植過程中產生。

2.5 畜牧業(yè)溫室氣體排放情況分析

畜牧業(yè)溫室氣體排放包括動物腸道發(fā)酵和動物糞便管理系統(tǒng)，其中動物糞便管理涉及甲烷和氧化亞氮排放。2016—2021年畜牧業(yè)排放活動的溫室氣體排放結果如表7所示。該省畜牧業(yè)溫室氣體排放主要為動物腸道發(fā)酵甲烷排放和動物糞便管理甲烷排放，占比總體呈下降趨勢，占2016—2021年農業(yè)活動溫室氣體排放的11.0%～16.0%。

2016—2021年畜牧業(yè)分動物種類的溫室氣體排放結果如表8所示。豬和牛是2016—2021年該省畜牧業(yè)溫室氣體排放中的關鍵排放源。2016—2021年的該省禽畜養(yǎng)殖中，豬對溫室氣體排放貢獻最大，為41.8%～54.0%，其中該省份豬的飼養(yǎng)量大且糞便排泄量大，豬的糞便管理系統(tǒng)溫室氣體產生量在動物糞便管理排放量中的占比較大；排放量貢獻第二的動物為非奶牛，第三是水牛，動物腸道發(fā)酵甲烷排放是非奶牛和水牛溫室氣體排放的主要排放源。

3 結論與討論

農業(yè)領域溫室氣體排放數(shù)據(jù)收集過程中發(fā)現(xiàn)，查閱到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)不能完全滿足計算，故采用對應缺省值或通過查閱相關報道、報告對相關數(shù)據(jù)進行估算，導致排放量結果的不確定性增高。為獲取更準確的溫室氣體排放核算相關數(shù)據(jù)，降低溫室氣體清單結果的不確定性，建議統(tǒng)籌溫室氣體排放核算數(shù)據(jù)相關部門完善溫室氣體核算統(tǒng)計制度。

2016—2021年，G省農業(yè)活動溫室氣體排放總量及排放強度總體呈下降趨勢，主要溫室氣體種類為氧化亞氮，主要排放部門為農用地氧化亞氮排放。因此，制定該省農業(yè)活動溫室氣體排放控制方案時，應側重考慮其農用地氧化亞氮排放的控制。農用地氮輸入主要來自秸稈還田氮和化肥氮，建議進一步推進秸稈綜合利用，推行精準施肥，增加有機肥和動物糞肥，減少氮肥施用，深化農業(yè)施肥現(xiàn)代化。該省稻田甲烷主要來自雙季稻種植過程的甲烷排放，建議在稻田種植區(qū)域要合理管理土壤水分和施用有機肥，以達到減少甲烷排放的目標。畜牧業(yè)溫室氣體主要來自豬糞便管理系統(tǒng)排放和牛腸道發(fā)酵甲烷排放，建議改變飼料成分，推行糞便廢棄物資源集中處理、循環(huán)利用，推廣畜牧養(yǎng)殖過程的飼養(yǎng)控制和糞便管理[8]。

本文核算了2016—2021年G省農業(yè)活動溫室氣體排放情況，確定了農業(yè)活動溫室氣體清單編制的核算范圍，收集了活動水平數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)及相關參數(shù)，核算了排放源和排放量，分析了排放結構和趨勢等，為農業(yè)活動溫室氣體排放清單報告的編制提供參考。

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（責編：王 菁）