基于IPCC方法的区域牲畜温室气体排放研究——以沈阳市为例

由温室气体的过量排放而引起全球气候异常越来越得到国际社会的认可。甲烷和氧化亚氮是仅次于二氧化碳的重要温室气体,牲畜尤其是反刍动物的肠道发酵和粪便是甲烷和氧化亚氮的重要排放源。我国是畜牧业大国,牲畜的温室气体排放是我国农村地区的主要排放源之一。我国现已提倡发展低碳经济,走节能减排的发展道路。针对我国现状和区域特点编制牲畜温室气体排放清单对于我国实施低碳经济、调整畜牧业产业结构具有重要的参考价值。文章基于IPCC方法针对我国区域现状特点,以选取特征值的方法估算了2005-2009年沈阳市农村地区牲畜因肠道发酵和粪便管理而产生的温室气体并对5年间的温室气体排放情况作了比较分析,结果发现5年间由牲畜产生的温室气体是先升后降总体上升的趋势,2007年的排放量达到最高,为187.14万t;对于牲畜种类排放源的分析中,牛类、羊类、猪是温室气体排放的主要牲畜种类,而马、驴、骡、家禽及兔占据了较少的排放量;对于畜牧业产值的分析中发现,5年间沈阳市的畜牧业增长了79.5%,2007-2009年沈阳市的畜牧业逐渐走上了产业发展与温室气体排放脱钩的发展道路。     

中国农业系统甲烷排放量的初步估算

本文对中国１９９０年农业活动中的反刍动物，动物粪便及稻田甲烷排放进行了较详细的估算，为估算中国反刍动物ＣＨ４排放量，在中国动物能量系统及代表性动物类型生产特性的基础上计算了排放系统。１９０年反刍动物ＣＨ４排放为５．７９６Ｔｇ，约为全球动物排放量的７．２％。根据ＩＰＣＣ的国家温室气体排放清单编制指南、粪便管理方式和气候条件，对中国畜禽粪便ＣＨ４排放的计算表明：１９９０年畜禽粪便的ＣＨ４排放量为１．２     

中国畜牧业全生命周期温室气体排放时空特征分析

运用生命周期评价方法,选取家畜胃肠道发酵、粪便管理系统、畜禽饲养环节耗能、饲料粮种植、饲料粮运输加工和畜禽产品屠宰加工6大环节,采用面板数据测算和分析1990~2011年中国及2011年国内各地区畜牧业温室气体排放特征.研究表明,22年间,中国畜牧业全生命周期及各个环节的CO2当量排放量均呈现上升趋势,尤其是畜禽饲养耗能、饲料粮种植、饲料粮运输加工和畜禽屠宰加工环节的增长更为显著,但历年饲料粮运输加工和畜禽屠宰加工环节占畜牧业全生命周期CO2当量排放总量的比重均低于1%和0.05%;家畜胃肠道发酵和粪便管理系统环节占畜牧业全生命周期CO2当量排放总量的比重呈下降趋势;22年间,反刍家畜的CO2当量排放量占55.25%,非反刍畜禽占44.75%.2011年,国内省域间内蒙古、辽宁和云南的畜牧业全生命周期CO2排放当量和排放强度均位居全国前10位;西部地区畜牧业全生命周期CO2当量排放量所占比重最大,并且西部地区的排放强度最高;农区畜牧业全生命周期CO2当量排放量占63.88%,牧区占14.07%,但牧区的排放强度最高,农区最低.     

“双碳”背景下北京市农业温室气体排放评估及“十四五”时期减排潜力预测

为实现"双碳"目标,北京市相关规划对"十四五"时期农业领域温室气体排放控制提出严格要求.通过收集北京市农业活动水平数据,计算和筛选排放因子,评估北京市2020年农业温室气体排放量,分析排放特征;结合北京市自然条件和种养模式,筛选适宜的减排措施,预测"十四五"时期温室气体减排潜力及分布,分析优化措施减排效果,并提出相关政策建议.结果表明,北京市2020年农业温室气体排放总量（以CO₂-eq计,下同）为45.6万t,以动物肠道发酵和动物粪便管理排放为主,贡献率分别为50.7%和26.7%,主要集中在顺义区、密云区、延庆区等畜禽养殖规模较大的郊区;预测"十四五"期间,北京市农业温室气体减排潜力为10.7万t.动物肠道发酵为减排潜力最大的排放源（6.0万t）,其次为动物粪便管理（3.7万t）;CH₄的减排潜力大于N₂ O;减排潜力主要分布在密云区、顺义区、延庆区、房山区和通州区等畜禽养殖规模较大的郊区;调整饲料结构和优化粪便管理方式为效果最明显的减排措施.     

基于自然的解决方案的农业甲烷减排路径及对策研究

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,我国40.2%的甲烷排放源自农业生产,以反刍动物肠道发酵和水稻种植为主。研究提出基于自然的解决方案(NbS)实现农业甲烷减排的4个路径,分别是改进饲料、牲畜管理、优化放牧强度、改善水稻种植。通过国内外政策分析,认识到NbS农业甲烷减排路径推广所面临的挑战,并在科学研究、技术创新、政策协同、激励机制等方面提出建议。     

基于大数据分析的杭州市农业源高分辨率氨排放清单研究

基于实地调查并辅以统计的方法获得大数据,采用排放因子法,估算了杭州市2015年农业源氨排放清单,并选取经纬度坐标、土地类型和人口等数据作为权重因子,建立1 km×1 km高精度网格化空间分布,研究了该地区农业排放源氨排放空间分布特征.结果表明:杭州市2015年农业源NH3排放总量为54787.9 t,其中畜禽养殖和农田种植是最主要的氨排放来源,分别占农业源总排放量的86.7%和12.8%.在畜禽养殖各主要环节的氨排放过程中,圈舍固态粪便的氨排放贡献量最大,占总氨排放量的52.8%;其次是存储固态,占总氨排放量的35.1%.氮肥施用主要集中在萧山区、建德市、临安市和余杭区.秸秆堆肥和秸秆焚烧与秸秆综合利用率高低密切相关,两者氨排放量占有率不高,占杭州市农业源氨排放总量的1%以下.     

湖北省畜禽粪便温室气体减排潜力分析

畜禽粪便是农业温室气体的重要排放源.合理的粪便管理方式可有效降低温室气体排放,同时减少环境污染.为明确不同养殖模式下适宜的粪便管理方式对温室气体减排的有效性,以湖北省为案例地,针对不同畜禽的粪便特征、区域自然条件和畜禽养殖模式等,筛选适宜的粪便管理方式;运用政府间气候变化专门委员会提出的畜禽粪便温室气体排放因子测算模型,在优化管理方式的基础上进行排放因子预测,估算由粪便管理方式改进所带来的减排潜力.结果表明,粪便管理经优化后畜禽粪便温室气体排放减少1.98~357.82 kg·头-1·a-1(以CO2当量计).根据养殖规模发展趋势预测,至2020年全省畜禽粪便优化管理所带来的减排潜力可达322.78万t(以CO2当量计).不同地区间减排效果则与当地养殖规模、养殖结构、养殖模式及适宜的畜禽粪便管理方式密切相关;畜禽种类间粪便特性的不同是其CH4和N2O减排效率迥异的主要原因;规模化养殖粪便管理方式优化是实现区域温室气体减排的重点.结合区域自然条件和畜禽养殖特征等,筛选适宜的粪便管理方式是实现区域温室气体减排的有效措施.     

天津市生活污水甲烷排放量估算研究

气候变化问题是当前人类发展面临的重要挑战,甲烷作为重要的温室气体来源,其引起气候变化的作用不容小觑。污水处理甲烷排放是全球重要的甲烷排放源,并且增长快、减排潜力较大。生活污水中BOD含量是甲烷排放量核算中重要的活动水平数据,而我国又缺乏BOD统计量,需要尽快形成BOD/COD地方特征值以便更加准确地估算生活污水甲烷排放量,并为各省市温室气体清单的编制提供基础数据支持。本文通过天津市2012-2015年污水处理厂BOD/COD实测数据估算得出各年度天津市系统处理与排入环境污水的BOD/COD特征值,据此估算各年生活污水甲烷排放量。最终,结合估算结果提出污水处理部门温室气体减排对策建议。     

华中地区畜牧业温室气体排放特征分析与预测

采用IPCC推荐的温室气体清单计算方法,从温室气体排放总量、排放强度等方面分析了华中地区畜牧业温室气体排放现状;根据不同牲畜饲养数量,采用Logisticgrowth model、Gompertzcurve model等非线性时间序列模型模拟2030年华中地区牲畜数量,并计算畜牧业温室气体排放量.结果显示,2015年华中地区温室气体排放为6289.09万t CO₂-eq,单位GDP温室气体排放量为1.13万t CO₂-eq/亿元,单位肉类产量排放强度为3.73t CO₂-eq/t;2030年华中地区畜牧业温室气体排放总量约为4990.06（温室气体排放预测1）~5932.74万tCO₂-eq（温室气体排放预测2）.应当进一步优化畜牧业饲养技术及条件来提高产业温室气体排放效率,科学合理的规划不同牲畜的饲养规模,优化牲畜饲养结构来降低畜牧业温室气体排放量.     

上海市稻田甲烷排放区域模拟研究

该研究采用CH_4MOD模型模拟了上海全市及各个区域不同水稻种植类型下的稻田甲烷排放,模拟结果显示:2011年,上海市稻田甲烷排放因子为277.15 kg/(hm~2·a),模拟结果得到的区域稻田甲烷排放因子与前人点位研究结果具有一致性;稻田甲烷排放量为2.94万t CH_4,折合61.75万t CO_2当量。按种植类型来分,"水稻+冬"二麦种植类型是最主要的排放源,其次为"水稻+绿肥"种植类型,两者排放占稻田甲烷排放总量的95%以上。按区域分布来看,崇明区、金山区以及市郊农场是最主要的排放源,三者占全市稻田排放总量的54.25%。     

2015年中国地区大气甲烷排放估计及空间分布

CH₄是仅次于CO₂的重要温室气体,也是重要的化学活性气体.定量估算我国甲烷的排放量及分析其空间分布特征,对于控制温室气体排放,减缓温室效应具有重要意义.本文以2015年中国官方统计年鉴资料为基础,利用IPCC排放清单指南、国内外排放因子研究结果及动力学模型方法,从能源活动（煤炭开采和油气系统）、农业活动（反刍动物、稻田排放和秸秆露天燃烧）、自然源排放（自然湿地和植被排放）、废弃物处理（固体废弃物、工业污水和生活污水）和人工湿地等几个主要方面,对中国地区的CH₄排放进行定量估计.结果表明：中国地区2015年CH₄排放总量为61.59 Tg,其中以农业活动和能源活动为主要排放源,排放量分别达到20.42 Tg和20.39 Tg,占总排放量比例分别约为33.2%和33.1%.CH₄自然源考虑了植被和自然湿地排放,排放量为11.77 Tg,占比为19.1%;废弃物处理产生的CH₄排放量为8.64 Tg,占比为14.0%;人工湿地排放量为0.37 Tg,占比为0.6%.从空间分布来看,CH₄排放具有较明显的不均匀性,大值区主要集中在华北、西南及东南地区,而西北地区的排放量则相对较低,主要与各地的资源环境、人口密度和经济情况密切相关.     

大庆市畜禽粪便排放量与环境负荷量分析研究

在确定畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄系数的基础上,根据2012年大庆市畜禽养殖数据和耕地面积,估算大庆市畜禽粪便产生量及其主要养分含量,并对畜禽粪便耕地消纳负荷情况进行分析评价.结果表明,2012年大庆市畜禽粪便总排放量约为710.45万t,其中以牛和生猪排放量最高,分别占48.1%和29%.农田畜禽粪便负荷量平均为9.45 t·hm-2,农田N、P养分负荷量平均为57.8 kg·hm-2和17.96 kg·hm-2,大庆市各县区耕地对畜禽粪便仍有消纳能力,畜禽养殖业发展仍有环境空间.     

珠江三角洲人为氨源排放清单及特征

根据收集的珠江三角洲(珠三角)人为氨源的活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了该地区2006年人为氨源分类别和分城市的排放清单.结果表明:①2006年珠三角地区人为氨源NH3排放总量约为194.8kt;②农业源是珠江三角洲地区人为氨源的主要排放贡献源,其中畜禽源排放的NH3占总排放量的62.1%,其次是氮肥施用源,其贡献率为21.7%;③畜禽源中肉鸡是NH3排放最大贡献源,占畜禽源NH3排放总量的43.4%,其次是肉猪,其贡献率为32.1%;④广州是珠三角地区2006年人为氨源排放量最大的城市,其次是江门,分别占NH3总排放量的23.4%和19.1%,主要的排放源均为畜禽和氮肥施用源.     

北京市安定生活垃圾填埋场膜覆盖工艺甲烷减排量评估

为减少臭气污染和温室气体排放,北京市生活垃圾填埋场于2008年开始推行膜覆盖工艺。目前对于膜覆盖工艺甲烷减排效果尚缺乏综合评估。选择北京市安定生活垃圾填埋场为研究对象,采用现场测量与模型估算分析评估了2014年填埋场膜覆盖工艺与传统黏土覆盖工艺甲烷排放量的差异。结果表明:填埋场膜覆盖工艺和传统黏土覆盖工艺的甲烷年总排放量分别为3.43×10~6m~3和5.56×10~6m~3,膜覆盖工艺甲烷年减排量为2.13×10~6m~3,减排率达到38.3%,甲烷减排效果明显。     

济南市2010～2015年农业源氨排放量估算及分布特征

通过收集济南市农业源氨排放的活动水平数据,采用排放因子法,估算了济南市2010~2015年农业源氨排放量,并分析了农业源氨排放的年际变化和分布特征。结果表明,2010~2015年间济南市农业源氨排放总体上呈现降低的趋势。全市农业源氨排放量年平均为11.24万t,其中氮肥的氨排放量最多,年平均排放量为7.10万t,占农业源总排放量的63.1%;畜禽养殖的年平均排放量为3.81万t,占农业源总排放量的33.9%,其中猪、牛、家禽是畜禽氨排放的主要贡献源;生物质燃烧、农作物释放、农村人口年平均氨排放量分别为0.05、0.09、0.19万t,贡献比例分别为0.5%、0.8%、1.7%。     

深圳市温室气体排放清单研究

根据深圳市相关统计资料收集到的活动水平数据,参照《2006年IPCC国家温室气体清单指南》温室气体核算方法,建立了深圳市温室气体排放清单,并且与其他城市的温室气体排放水平进行了对比. 结果表明:2008年深圳市温室气体总排放量(以CO₂排放当量计)为6 569.4×104 t,能源部门的温室气体排放量占总排放量的比例最大,达80.8%;工业过程、废物处理处置部门和农林和其他土地利用(AFOLU)部门排放所占比例分别为16.5%、5.1%和-2.4%. 深圳市温室气体人均排放量为7.49 t/人,单位GDP的温室气体排放量为0.84 t/104元,二者均低于北京、上海、天津和无锡的平均排放水平,但高于重庆市.      

江苏省温室气体排放研究

根据IPCC Guidelines(1995)提供的方法,对1990年江苏省温室气体排放清单统计计算,分析该地区能源、工业及农业CO_2、CH_4等温室气体排放量的状况.江苏省年人均排放CO_2为1970kg、CH_4为22.65kg、N_2O为0.11kg,与全国平均水平接近、为全球均值一半.能源消耗是江苏省各项活动中CO_2的排放主要因素,占总排放量的91.6%;CH_4的排放主要来自水稻田,占总排放量的44.1%.     

南通市畜禽粪便排放量与农田负荷量分析

在确定畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄系数的基础上,根据2009年南通市畜禽养殖数据,估算南通市畜禽粪便产生量及其主要养分含量,并对畜禽粪便的环境效应进行评价.结果表明,2009年南通市畜禽粪便总排放量约为792.3万t,其中以生猪和鸡排放量较高,分别占总量的44.9％和27.0％.农田畜禽粪便负荷量平均为17.23 t/hm2,农田N、P养分负荷量分别为112.79 kg hm-2和34.86kg·hm-2,畜禽粪便所产生的环境问题已不容忽视.     

城市废弃物处理温室气体排放研究:以厦门市为例

城市废弃物处理是城市人为活动产生温室气体的来源之一.参考IPCC国家温室气体清单指南2006推荐的方法建立了厦门市废弃物处理的温室气体排放计算模型,对厦门市2005～2010年废弃物处理的温室气体排放情况进行了估算,包括固体废弃物填埋、焚烧以及污水处理等过程.结果表明,2005年温室气体总排放量折合二氧化碳当量(CO2e)为406.3 kt,2010年温室气体总排放量(以CO2e计)达到704.6 kt,随着废水处理工艺的提高和城市生活垃圾量的迅速增长,主要排放源由废水处理转变为固体废弃物填埋.2005年填埋产生的温室气体排放占固体废弃物处理排放量的90%左右,2010年所占比例下降到75%.厦门市废水处理温室气体排放量2007年最高,以CO2e计达到325.5 kt,化学原料及化学品制造业从2005～2010年一直是厦门市CH4排放量最高的产业,占工业废水处理CH4排放总量的55%以上.     

广东省人为源氨排放清单及减排潜力研究

根据各类氨排放源活动水平数据,采用排放因子法,建立了2010年广东省人为源氨排放清单,在分析其排放特征的基础上探讨了氨的减排潜力.结果表明:2010年广东省人为源氨排放量为582.9 kt,畜禽和氮肥施用是排放贡献最大的人为源,分别占总排放量的44.2%和40.4%;茂名、湛江和肇庆依次是排放量最大的3个城市,共占广东省总排放量33.0%;在畜禽源中,肉猪排放量最大,占畜禽源排放总量44.4%,其次是肉鸡、母猪和黄牛,分别占16.0%、15.2%和6.5%;畜禽在畜舍、储存管理、农田施肥和放牧4个养殖阶段的氨排放量不同;控制农业源对NH3的减排起关键性作用,茂名、湛江和肇庆是广东省重点控制的3个城市,肉猪、母猪、肉鸡、黄牛和氮肥施用则为重点控制源,主要控制措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便密封、粪肥注施、延长放牧时间和使用尿素替代物.