农田温室气体净排放研究进展

农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义.本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放;施肥(特别是配施)能提高SOC含量.施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大;水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理;不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放.此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结.     

中国农业温室气体排放:现状及挑战

该文从农业生产过程和化肥、能源等投入方面计算了中国农业温室气体排放.2009年,中国农业总计排放温室气体158 557.3万t CO2当量,比1980年增长52.03％,年均增长1.46％.其中,CH4占总排放的25％,N2O占总排放的52％,CO2占总排放的23％.按来源分析,在2009年排放的温室气体中,水稻种植排放14 264.45万t,占9％;畜牧生产排放42 709.94万t,占26.94％;土壤排放47 457.81万t,占29.93％;化肥、能源、农药、农膜等投入引起的排放54 125.11万t,占34.14％.2009年农业GDP排放的温室气体为2.98 kg/元,粮食排放的温室气体为1.5 kg/kg.在2008年,牛肉排放的温室气体为28.54 kg/kg,羊肉为15.5 kg/kg,猪肉为1.49kg/kg,禽肉为0.54 kg/kg,牛奶为1.04 kg/kg,禽蛋为0.83 kg/kg.由于技术进步和生产效率提高,单位粮食、肉类和牛奶排放的温室气体都有较大幅度降低.对于种植单季粮食的土地,CO2交易价格为80元/t将使23.27％的耕地退出粮食生产;当CO2交易价格为100元/t时,这一比例高达63.31％.对于种植双季粮食的土地,CO2交易价格为130- 140元/t时,将有50％的耕地退出粮食生产.由于中国粮食生产利润率过低,CO2较低的价格使严重影响粮食生产面积和产量.     

重庆市温室气体排放清单研究与核算

城市化进程所带来的大量能源消费和温室气体排放已成为制约城市健康快速发展的瓶颈因素,亟需进行定量核算和分析。开展温室气体清单研究对节能减排和低碳城市建设具有重要的理论和实践意义。本文以重庆市为案例,通过清单方法分析主要温室气体排放源和碳汇,考虑主要能源活动、工业、废弃物处置、农业、畜牧业、湿地过程和林业碳汇,核算排放总量和强度,剖析重庆温室气体排放结构和现状。结果显示:1997-2008年重庆市温室气体排放总量呈现出上升趋势,2008年比1997年增长了2.31倍,其中增长幅度较大的是一次能源消费过程、外购电力和工业非能源过程。此外,随着温室气体排放量的增加,单位产值温室气体排放量却呈现下降的趋势,反映重庆市温室气体排放控制取得了一定效果。最后根据重庆市温室气体排放结果进行分析,提出了改变能源结构和工业结构、提高能效和加强"森林重庆"建设等政策建议,为重庆市转型低碳经济发展提供参考。     

四大牧区畜禽业温室气体排放估算及影响因素分解

畜牧业作为重要的产业部门,在满足人们生活物质要求的同时,成为全球温室气体排放的主要源头。本文以我国四大牧区为研究对象,量化测算其2001-2011年畜禽温室气体排放量,并运用LMDI模型对其影响因素进行定量分解,并针对性的提出畜禽温室气体减排的对策建议。结果表明:内蒙古、西藏和青海牧区的畜禽温室气体排放整体呈现增加趋势,其分别由2001年的1 609.81万t、1 230.64万t和1 019.94万t增加到2011年的2 617.71万t、1 350.10万t和1 065.43万t,新疆牧区则呈现先增加后下降的趋势,由2001年的1 666.37万t增加到2006年的2 057.79万t,随后又递减到2011年的1 419.91万t,四大牧区的年均增长率分别为6.26%、0.97%、0.45%和-1.48%;经济水平的提升是四大牧区畜禽温室气体排放的最主要因素,相比基期2001年,其使得四大牧区分别产生了123.64%、384.41%、1 715.50%和279.49%的温室气体排放增量;经济效率对四大牧区畜禽温室气体排放具有较强的抑制作用,对四大牧区畜禽温室气体的减排效应分别达到了73.08%、199.04%、955.66%和503.25%,农业产业结构因素和劳动力因素对四大牧区畜禽温室气体排放的影响因地而异,其中农业产业结构因素对四大牧区畜禽温室气体排放的影响度分别为415.32万t、-154.96万t、48.76万t和30.72万t,劳动力因素的影响度分别为83.05万t、52.98万t、-348.96万t和274.32万t。最后,本文基于研究结论,总体上从规模养殖、科学养殖和清洁养殖三方面提出促进四大牧区畜禽温室气体减排的对策建议,并针对各个牧区的实际情况提出一些可操作的符合区域畜牧业发展实际的对策。     

对稳定浓度目标下温室气体排放路径的探讨

为研究稳定浓度目标下温室气体排放路径的不确定性问题,应用温室气体导致气候变化评估模型( MAGICC模型)和WRE排放情景的数据对2100年温室气体浓度控制在450和550 ppmvCO2当量目标下的排放路径及浓度变化情况进行了研究.结果显示,目标年浓度的变化取决于起始年至目标年的累计排放量和摊放路径.将排放路径峰值逐渐调整滞后时,为保证累计排放量不变,需在到达峰值后比原排放路径进行更大力度的减排.温室气体浓度在预测期内将逐渐增加,但目标年的结果变化较小,约为浓度变化最大值的1/3左右.将WRE350和WRE450排放路径的峰值分别调整至2020年和2035年时,与原排放路径相比,浓度改变的最大值分别为6.4 ppmv和22.8 ppmv,而2100年浓度的改变值分别为1.9 ppmv和7.5 ppmv.     

基于混合生命周期方法的私人电动汽车温室气体排放研究

近年来,电动汽车因其在行驶过程中无任何尾气排放,被各国政府视为推动交通部门清洁、低碳发展的重要途径,主要发达国家纷纷推出了各自的电动汽车发展战略。但是,由于电力属于二次能源,其上游电力生产阶段的能源消费是否清洁将对电动汽车的减排效果产生重要影响。考虑到目前中国绝大部分电力源于煤炭,电动汽车是否真正有益于减排还有待进一步验证。目前一些专家和学者基于传统的过程生命周期评价方法对电动汽车的能源消费、温室气体排放做了一些研究,但研究结果差异较大。为了对电动汽车的减排效果进行更精确的研究,本文采用混合生命周期方法对电动汽车的能源消费、温室气体排放进行了计算。同时,在考虑电动汽车的燃料生命周期、车辆制造生命周期的基础上,将相关配套充电设施建设生命周期纳入到电动汽车的全生命周期系统边界内,以使对电动汽车全生命周期的研究结果更加完整、精确。研究结果显示,纯电动汽车并非是"零排放"的,在燃料周期,虽然纯电动汽车的单位里程能源消费强度较小,约为传统汽油车的94.6%,但以煤为主的高碳电力结构导致目前纯电动汽车燃料周期的单位里程温室气体排放强度约为传统汽油车的1.12倍;车辆周期内,纯电动汽车的能源消费和温室气体排放量也略高于传统汽油车;此外,配套充电设施的建设也将增加纯电动汽车全生命周期的能源消费和温室气体排放量。综合燃料、车辆及充电设备的全生命周期,在当前的电源结构及技术条件下,电动汽车虽然具有较高的能源效率和较好的石油替代效果,但其全生命周期内的煤炭消费较高,导致其温室气体排放量高于传统汽油车,在当前的情况下大规模发展电动汽车并不利于温室气体减排。     

崇明县农业温室气体排放核算

对崇明县农业2005～2009年所排放的CO2、CH4和N2O的量进行了核算,核算结果显示2005～2009年崇明县农业温室气体总量（折算为CO2）由1 038 527 t上升到1 076 993 t,上升比例为37%。其中,CO2和CH4的排放量分别从2005年的460 178 t和12 039 t下降到2009年的441 705 t和11 686 t,下降比例分别为40%和29%,但N2O的排放量则由2005年的1 050 t上升到2009年的1 258 t,上升比例为198%。N2O排放的快速增长和其巨大的增温潜力是影响崇明温室气体排放总量变化趋势的重要因素。核算结果表明,影响崇明农业温室气体排放的主要因素包括化肥使用强度过大和使用效率过低、粪便管理系统效率不高、农产品销售网络不完善等。未来崇明农业应主要从提高可再生能源利用比例和能源利用效率、实施精确施肥以降低化肥使用强度、提高畜禽粪便资源化利用率以及改善剩余农产品销售网络等方面来减少温室气体排放,从而实现可持续的低碳农业     

海南省农业温室气体排放核算研究

本文从水稻种植、农用地化肥施用、畜牧生产等方面,采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的方法,核算2007—2012年海南省农业温室气体排放量和排放强度,全面剖析海南省农业温室气体排放的结构和现状。结果显示:12007—2012年海南省农业温室气体排放量呈逐年上升的趋势,2012年比2007年增长了18.32%;单位农业产值温室气体排放量2012年比2007年下降了约44.39%。2农用地N2O和稻田CH4的排放量约分别占排放总量的50%和22%,即种植业是最主要的来源。3农业发展规模较大的海口、文昌、儋州排放总量居全省前列,但由于其农业现代化水平相对较高,其单位产值温室气体排放量仅处于全省平均水平。最后,根据对核算结果的分析,提出了合理灌溉、推进测土配方施肥、科学饲养畜禽等建议,对加速海南低碳省建设具有重要的现实意义。     

食物全生命周期温室气体排放特征分析

本文从食物全生命周期环节、温室气体类型、温室气体直接排放源三方面系统分析了1996-2010年我国食物全生命周期温室气体排放特征。从食物生产和消费角度,确定我国饮食结构的转变、化肥高投入的传统农业生产模式、食物损失浪费三大趋势是导致食物全生命周期温室气体排放增长的主要因素。并提出转变食物消费方式,实现营养均衡膳食结构,减少不必要的肉类消费;生产方式上逐步实现从传统农业向有机农业的转变;加强宣传引导,最大限度减少食物餐桌浪费,同时加强食物物流环节基础设施建设,将分销配销过程的损耗降至最低。通过食物生产和消费方式的转变与技术进步相结合的方式,构建出适于我国的绿色、低碳、可持续的农业生产和食物消费模式。     

重庆市温室气体排放系统动力学研究

在全球气候变暖和快速城市化的背景下,开展城市温室气体减排研究十分迫切。重庆作为中国五大中心城市之一和西部唯一的直辖市,其协调经济发展和节能减排的实现模式对广大西部地区具有重要示范意义。本研究从社会经济发展的内部结构出发,以经济和人口增长导致的能源消费为核心,构建重庆市温室气体排放的系统动力学模型。研究中考虑不同投资率下的高、中、低三种经济发展模式,并在此基础上设置节能和低碳情景,探求节能水平提高、能源结构改善和碳汇能力增强对未来重庆温室气体排放的影响。模拟结果表明,产业能耗水平降低即节能情景,是重庆市温室气体减排的主要途径,对保证2020年中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%目标的实现具有一定借鉴意义。最后本文在产业结构、能源消费、碳汇增加等方面针对重庆未来低碳经济发展提出对策建议。     

农村沼气开发与温室气体减排

随着中央和地方政府的大力推动,农村沼气建设在过去的30多年中蓬勃发展.沼气利用不仅为农村节省了大量能源,也减少了温室气体的排放,这对加强农村生态建设与新农村建设有重要意义.在过去15年中,沼气总共提供了2.84×107t标准煤的能源量,净减少温室气体排放量约73 157.59Gg(千吨)二氧化碳当量(CO2-eq),年均减排量为4877Gg,相当于全国总排放量的0.07%～0.16%.因能源替代而减少的温室气体中,二氧化碳为84243.94Gg,甲烷为3560.01Gg CO2-eq,氧化亚氮则为26.008Gg CO2-eq.预测结果表明沼气产气量将在2010年与2020年分别达到156亿m3和385亿m3,减少的温室气体将分别为29328Gg和79380GgCO2-eq,开发农村沼气是我国应对气候变化的重要措施.     

中国农业生产温室气体排放量的测算

农业生产的温室气体排放在总排放量中占有较大比重,中国是农业大国,因此,对中国农业生产的温室气体排放量进行测算显得尤为重要。借鉴前人研究,结合农业生产中各种产品的温室气体排放系数,对1991-2008年中国农业生产的温室气体排放量进行了初步测算。结果表明:①1991-2008年,种植业的CH4排放量从999.5万t下降到931.44万t,N2O的排放量从34.67万t增加到48.74万t;②同期间的畜牧业的CH4和N2O排放量均呈先升后降的趋势;CH4排放量从1991年的763.53万t上升到2006年的1 111.43万t后,又下降到2008年的900.74万t;N2O排放量从1991年的35.32万t上升到2006年的55.93万t后,又下降到2008年的46.90万t;③从农业温室气体排放的地区特征来看,四川(含重庆)、湖南、江苏、河南、山东和安徽等农业大省的温室气体排放量一直位居全国前列。     

城市产业部门CO2排放三层次核算研究

城市是人类生产和生活的中心,超过75%的温室气体从城市产生,其中又以城市产业部门能源消费和工业过程非能源产生的CO2为主。本文基于投入产出模型,评价城市产业部门3个不同层次的CO2排放。以重庆为案例,核算其2002-2008年产业部门三个层次的CO2排放,包括能源消费直接排放、购买电力间接排放和全生命周期排放,并进行多层次对比。结果显示传统能源消耗和购买电力为对象的核算方法低估了产业部门CO2排放水平。2002-2008年,重庆各产业部门排放量逐年增加,碳排放强度整体呈现下降趋势。煤炭开采和洗选业、非金属矿采选业、非金属矿物制品业、电力、热力的生产和供应业,化学工业、金属冶炼及压延加工业、交通运输、仓储及邮电通讯业部门共7大行业是重庆碳排放的重点行业。部门交通设备制造业是重庆的优势产业,排放总量大,但是排放强度却相对较小,因此应大力发展该产业以促进重庆市低碳经济的发展。     

Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for EcoEnvironmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition,carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in China and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for Eco-Environmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition, carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.