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四川省户用沼气池碳减排效益的区域特征及发展对策

2016-06-08田丛珊

生态与农村环境学报 2016年3期
关键词:发展对策

田丛珊,李 明,李 勇,刘 勤

(1.成都理工大学地球科学学院,四川 成都 610059;2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610041;3.中国科学院大学,北京 100049)



四川省户用沼气池碳减排效益的区域特征及发展对策

田丛珊1,2,李明2,3,李勇1①,刘勤1,2

(1.成都理工大学地球科学学院,四川 成都610059;2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川 成都610041;3.中国科学院大学,北京100049)

摘要:为揭示户用沼气池温室气体减排能力的区域差异性特征,以四川省为例,在对5个农业大区进行农户调查的基础上,以县/区为基本评价单元,采用国内常用的评价方法和关键参数取值,核算了四川省各农业大区户用沼气池的碳减排效益。结果表明,全省户用沼气池的户均减排能力为2.21~3.21 t·a-1,平均为2.69 t·a-1;各农业大区的户均减排能力差异显著,从大到小依次为盆周山地大区(3.21 t·a-1)>川西北高山、高原大区(2.94 t·a-1)>川西南山地大区(2.65 t·a-1)>盆地丘陵大区(2.42 t·a-1)>盆西平原大区(2.21 t·a-1)。按照减排效益贡献大小可将户用沼气池类型划分为保护林地减排型和改变能源结构减排型2大类,前者的减排效益更高。2013年全省户用沼气池通过改变粪便管理方式产生的直接减排量为416.4万t,通过保护林地和改变能源结构产生的间接减排量为1 493.6万t,沼气池泄漏和因沼气自身燃烧产生的碳排放量为330.7万t,总体减碳能力为1 579.3万t。针对户用沼气项目推广中面临的新问题、新现象,建议未来新建户用沼气池项目重点向盆周山地大区和川西北高山、高原大区倾斜;建议重视盆西平原大区和盆地丘陵大区户用沼气池的维修保障体系建设,并重点支持新兴的小规模养殖户发展中小型沼气工程。

关键词:户用沼气;减排效益;区域特征;发展对策

在众多温室气体排放源中,农业排放占全球人为源CH4和N2O排放的52%和84%[1],农业减排已经成为继工业减排后的重要减排途径。2005年《京都议定书》已正式生效,各国开始寻求通过市场手段完成各自的减排承诺,碳交易市场持续火爆[2]。在此背景下,农村温室气体减排成为一个迅速发展的研究领域,农村沼气工程[3-4]、太阳能热水器[5]、测土配方施肥[6]、保护性耕作[7]和秸秆还田[8]等减排技术的减排潜力研究取得了一系列重要成果。

沼气是一种清洁的可再生能源。户用沼气池产生的减排量通过清洁发展机制项目(CDM)进行交易的可行性得以论证[9],并且国内多地已经开始尝试将沼气池的减排效益打捆出售,这掀起了沼气工程温室气体减排效益评估方法研究的新高潮[3,10-11]。然而已有研究主要是针对项目区尺度(多为县域),在区域尺度(农业大区、省域尺度)上估算沼气项目减排潜力的论述尚鲜见报道。笔者以我国的沼气大省四川省为例,在对各农业大区进行农户调查的基础上,采取当前通用的、适合我国实际情况的沼气池减排量计算方法,以县/区为基本评价单元,评估各农业大区的户用沼气池减排能力现状;在新农村建设、城乡统筹发展和城镇化快速推进等新形势下,发掘户用沼气项目推广面临的新情况、新问题,并有针对性地提出相关对策建议,以期为未来户用沼气项目的推广实施提供科学参考。

1数据来源与研究方法

1.1研究区概况及数据采集

四川省地处中国西南部长江上游,境内地貌复杂,气候垂直差异大且类型众多,土壤类型丰富,是我国著名的农业大省。依据自然地理要素状况和农业经济特征,可将四川省划分为5个农业大区[12](图1)。

图1 四川省农业区划

其中,盆西平原大区(Ⅰ区)地势平坦,土层深厚肥沃,灌溉设施良好,是传统的农业种植区,也是全省最重要的商品粮生产基地;盆地丘陵大区(Ⅱ区)位于四川盆地东部,耕地面积占全省的60%以上,农业人口占全省人口的65%以上,在四川农业生产中占举足轻重的地位;盆周山地大区(Ⅲ区)地貌类型以中低山为主,农业生产水平相对较低,以传统种养业为主;川西南山地大区(Ⅳ区)属典型的高原山地区,光热条件充足但降水量偏少,农地类型以旱地为主,且集中分布在河谷区;川西北高山、高原大区(Ⅴ区)海拔高气温低,农业生产以畜牧业为主。

四川省是我国户用沼气池数量最多的省份[13],截至2013年底,全省拥有户用沼气池574万余口,年总产气量超过20亿m3。全省各县/区户用沼气池相关数据来源于四川省农业能源办公室,各县/区的沼气池数量为截至2013年底仍正常运行的沼气池。为了准确评价各农业大区户用沼气池的碳减排能力,研究人员于2014年10─11月在各农业大区内分别选择1个县进行入户问卷调查,获取农户家庭基本信息、畜禽养殖情况、能源消费状况及节能减排意愿等第一手资料和数据。气温数据来源于四川省气象中心157个气象站,取2001─2011年气温平均值作为各县/区年平均气温。

1.2核算方法

对户用沼气池温室气体排放潜力的核算方法研究已经比较成熟。较为一致的观点是通过改变畜禽粪便管理方式和农村能源结构产生的减排量,扣除沼气池泄露量和因燃烧沼气产生的碳排放量,即为净减排能力[3,9-11]。然而,上述方法并未考虑因保护林地不被砍伐,森林固碳释氧增加形成的间接减排量。笔者主要参考温晓霞等[10]总结出的评估方法,关键参数取值采用国内已有的研究成果[11],据此评价四川省各农业大区户用沼气池的温室气体减排能力。

1.2.1因保护林地产生的固碳量估算

以郝先荣等[14]提供的数据作为参考,每口户用沼气池保护林地的面积可通过式(1)进行估算。

S=M/1 204×0.22。

(1)

式(1)中,S为1口沼气池每年保护林地的面积,hm2·a-1;M为1口8 m3沼气池年替代的薪柴量,kg·a-1;1 204为1口8 m3沼气池多年平均替代薪柴的量,kg·a-1;0.22为沼气池替代1 204 kg薪柴所对应的保护林地面积,hm2·a-1。

保护林地面积所产生的固碳量参考LY/T 1721─2008《森林生态系统服务功能评估规范》提供的计算方法。

GZ=1.63×0.272 7×S×B。

(2)

式(2)中,GZ为植被年固定碳量,t·a-1;1.63为系数;0.272 7为CO2中碳的质量分数;S为林分面积,hm2;B为林分每年的净生产力,t·hm-2·a-1。

核算户用沼气池通过保护林地产生的减排量,其关键是确定不同植被类型的净生产力。方精云等[15]的研究结果得出,我国亚热带常绿阔叶林的净生产力为14.5 t·hm-2·a-1,亚寒带(亚高山带)针叶林约为11.85 t·hm-2·a-1。我国亚热带不同森林植被类型的生产力研究结果见表1。

表1我国亚热带不同类型人工林的净生产力

Table 1Net productivities of different types of forest plantations in subtropical China

林型林龄/a生产力/(t·hm-2·a-1)观测地点文献桤柏混交林1812.79四川盐亭[16]71杉木林218.44湖南会同[17]柏木林304.14四川梓潼[18]马尾松林205.03湖南会同[19]

四川省的5个农业大区中,盆西平原大区和盆地丘陵大区的植被类型较为复杂,其森林植被的净生产力数值取方精云等[15]、王金锡等[16]71和杨韧等[18]研究成果的平均值10.476 6 t·hm-2·a-1;盆周山地大区的植被类型以桤柏混交林和马尾松林为主,森林植被净生产力取王金锡等[16]71和冯宗炜等[19]研究成果的平均值8.91 t·hm-2·a-1;川西南山地大区的森林植被净生产力取方精云等[15]与冯宗炜等[19]测定的平均值9.765 t·hm-2·a-1;川西北高山/高原大区的植被类型以亚高山针叶林为主,其净生产力取方精云等[15]和冯宗炜等[17]测定的平均值10.145 t·hm-2·a-1。

1.2.2因改变粪便管理方式产生的减排量估算

通过概化徐琬莹等[11]的核算方法,户用沼气池投产后,因改变粪便管理方式减少的CH4排放量计算公式为

FP=FE,CH4-FP,CH4,

(3)

(4)

FP,CH4=PCH4×DCH4×FAD×B0×SG×

365×N,

(5)

(6)

式(3)~(6)中,FP为每个户用沼气池减少的CH4排放量,t·a-1;FE,CH4为户均甲烷排放量,t·a-1;FP,CH4为因沼气池泄漏产生的甲烷排放量,t·a-1;SG为每头猪每天产生的挥发性固体,kg·d-1;D为生猪平均生长期,d;B0为猪排泄物厌氧发酵的最大潜力,取0.31 m3·kg-1[20];DCH4为1个大气压和20 ℃条件下甲烷密度,取0.000 67 t·m-3;FMC为甲烷转化因子,%,依据各县/区多年平均气温取值[21];S为各县/区利用粪坑处理粪便的比例,%;PCH4为甲烷增温潜势,取全球统一默认值21;N为各县/区沼气户饲养生猪的平均数量,头;FAD为沼气池的泄漏因子,按IPCC 2006国际统一的默认值,取0.10;365为1 a的总天数,按365 d计;EG为生猪每日摄取的能量,取68.8 MJ·d-1;DE为消化率,取平均值85%;EU为尿中能量,取0.02 MJ·d-1;HA为排泄物灰分的质量分数,取0.27[22]。四川省各农业大区因改变粪便管理方式产生的减排量估算参数见表2。

表2四川省各农业大区因改变粪便管理方式产生的减排量估算参数

Table 2Parameters used for estimating carbon emission reduction as a result of alteration of livestock manure management in each agricultural area of Sichuan Province

农业大区年均气温/℃甲烷转化因子FMC1)/%户均养猪量N/头平均生长期D/d沼气池数量2)/万口Ⅰ18.635.21.5270114.0Ⅱ18.935.92.6270348.9Ⅲ18.234.03.036566.9Ⅳ18.233.24.536538.6Ⅴ9.518.82.73656.3

Ⅰ为盆西平原大区,Ⅱ为盆地丘陵大区,Ⅲ为盆周山地大区,Ⅳ为川西南山地大区,Ⅴ为川西北高山、高原大区。1)该农业大区内各区县FMC平均值;2)截至2013年底数据。

1.2.3因改变农村能源结构产生的减排量估算

户用沼气替代煤炭、薪柴和秸秆燃烧产生的减排量,扣除沼气自身燃烧产生的排放量,即为沼气池因改变农村能源结构产生的减排量。依据王革华[23]提出的关于能源燃烧的CO2排放计算方法进行估算。

RE=CC+CS+CW-CB,

(7)

=1.487C,

(8)

(9)

(10)

(11)

式(7)~(11)中,RE为每口沼气池因改变农村能源结构减少的CO2排放量,t·a-1;CC、CS、CW、CB分别为燃烧民用煤、秸秆、薪柴和沼气产生的CO2年排放量,t·a-1;C、S、W分别为沼气替代民用煤、秸秆、薪柴的使用量,t·a-1;B为沼气年燃烧量,万m3·a-1;0.020 9、0.209分别为民用煤、沼气的热值,TJ·t-1或TJ·(万m3)-1;40%、45%分别为秸秆、薪柴的含碳系数,80%、85%、87%分别为民用煤、秸秆、薪柴的碳氧化率;24.26、15.3分别为民用煤、沼气的碳排放系数,t·TJ-1;44/12为林地固碳量折算CO2系数。根据农户调查结果,各农业大区的沼气池户均每年替代民用煤、薪柴和秸秆的使用量见表3。

表3四川省各农业大区沼气池对常规能源的替代量

Table 3Substitution of conventional energy by biogas in each agricultural area of Sichuan Province

农业大区薪柴/(kg·a-1)秸秆/(kg·a-1)煤炭/(kg·a-1)产气量/(m3·a-1)Ⅰ230375640352Ⅱ325380400348Ⅲ550425240337Ⅳ[24]156634640380Ⅴ500325330287

Ⅰ为盆西平原大区,Ⅱ为盆地丘陵大区,Ⅲ为盆周山地大区,Ⅳ为川西南山地大区,Ⅴ为川西北高山、高原大区。

1.2.4户用沼气池的总减排能力估算

户用沼气池的温室气体总减排能力即为因保护林地产生的固碳量、因改变粪便管理方式产生的甲烷减排量与因改变能源结构产生的减排量之和。

RS=GZ×44/12×FP+RE。

(12)

式(12)中,RS为每口沼气池的温室气体减排量,以CO2当量计,t·a-1;GZ为植被固碳量,t·a-1。

2结果与分析

2.1户用沼气池的空间分布特征

截至2013年底,四川省正常运行的农村户用沼气池共计574.7万口,年总产气量20.4亿m3,集中供气7.5万户。从户用沼气池的空间分布看,各农业大区的发展水平极不均衡。Ⅱ区的户用沼气池数量和产气量所占比例最大,分别占全省总量的60.7%和62.2%;Ⅰ区次之,分别占全省的19.8%和16.4%;V区沼气池数量和产气量最少,仅占全省的1.1%和0.6%(图2)。从近3 a的户用沼气推广率(即户用沼气池占区内农户总数比例)看,Ⅳ区沼气推广率最高,平均达49.3%;Ⅰ区次之,平均为40.3%;Ⅱ区最低,平均为28.5%。

Ⅰ—盆西平原大区;Ⅱ—盆地丘陵大区;Ⅲ—盆周山地大区;Ⅳ—川西南山地大区;Ⅴ—川西北高山、高原大区。

研究表明,户用沼气池的区域适宜性主要受气候条件、能源状况和社会经济等因素影响[25],其中农业气候条件是影响高寒地区沼气产气率的决定性因素[26]。Ⅱ区的光热条件相对充足,能源资源匮乏,国家政策较早在该区落实,加之其农户基数大,使之成为沼气池数量最多但沼气推广率最低的农业大区。Ⅳ区的沼气池产气条件优良,户用沼气项目推广起步早,虽然沼气池的绝对数量不大,但沼气推广率最高。V区年均气温低,薪柴等常规能源资源丰富,地广人稀,大部分地区不适宜开发沼气项目,导致其沼气池的绝对数量和沼气推广率均低。

2.2户均减排能力及其空间差异

薪柴和秸秆是西南山区农户利用最广泛的农村能源,高山地区的农户人均薪柴消费比例高达68.55%[27],户用沼气的投入明显降低了农户薪柴使用量,对保护森林资源具有不可忽视的重要作用。全省户用沼气池户均保护林地面积0.06 hm2·a-1,其中Ⅲ和Ⅴ区户用沼气池保护林地的能力突出,每年户均保护林地面积达0.1 hm2左右。全省户用沼气池的户均净减排能力范围为2.21~3.21 t·a-1,平均净减排能力为2.69 t·a-1,其减排效益主要源于因改变能源结构和保护林地产生的间接减排,达2.74 t·a-1,是直接减排能力(0.53 t·a-1)的5.2倍。沼气池因沼气泄漏和自身燃烧产生的碳排放量为0.59 t·a-1,远低于碳减排量,减排效益良好。

不同农业大区的户均减排效益差异较大。按照减排量贡献大小可将全省的户用沼气池划分为2种减排效益模式,即保护林地减排型和改变能源结构减排型。Ⅲ和Ⅴ区的传统能源以薪柴为主,沼气池对保护林地的效益显著,户均保护林地面积0.1 hm2左右,是Ⅰ区的2.5倍,Ⅳ区的3.3倍;因保护林地产生的固碳量达1.5 t·a-1,占区域净减排效益的50%左右,属于典型的保护林地减排型。Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ区的传统能源以煤炭为主,户用沼气池因改变能源结构产生的减排量占净减排量的比例均超过60%,其减排效益属于改变能源结构减排型。显然,保护林地减排型沼气池的减排效益更高(表4)。

表4四川省各农业大区户用沼气池的户均碳减排效益

Table 4Carbon emission reduction per household biogas digester in each agricultural area of Sichuan Province

农业大区保护林地面积/hm2保护林地固碳量/(t·a-1)粪便管理减排量/(t·a-1)改变能源结构减排量/(t·a-1)薪柴秸秆煤炭总量沼气泄漏量与燃烧排放量/(t·a-1)净减排量/(t·a-1)Ⅰ0.040.720.250.330.470.951.750.512.21Ⅱ0.061.010.450.470.470.591.540.582.42Ⅲ0.101.460.660.790.530.361.680.593.21Ⅳ0.030.450.970.220.790.951.970.742.65Ⅴ0.091.510.330.720.410.491.610.512.94平均值0.061.030.530.510.530.671.710.592.69

Ⅰ为盆西平原大区,Ⅱ为盆地丘陵大区,Ⅲ为盆周山地大区,Ⅳ为川西南山地大区,Ⅴ为川西北高山、高原大区。

2.3各农业大区碳减排效益总量

如表5所示,受户均减排能力差异影响,各农业大区的减排效益差距明显。Ⅱ区户均减排能力相对较低(2.42 t·a-1),但户用沼气池数量占全省的60.7%,其年均净减碳总量达950余万t,占全省的60.2%;Ⅰ区拥有全省19.8%的户用沼气池,对全省碳减排总量的贡献仅为17.2%;Ⅲ区仅拥有全省11.6%的沼气池数量,对全省碳减排总量的贡献却达15.5%。

全省户用沼气池每年保护林地面积33.9万hm2,相当于2个若尔盖湿地国家级自然保护区的面积;因保护林地产生的固碳量560.2万t·a-1,是若尔盖高寒湿地生态系统内湿地植物年均固碳量的511.4倍[28]。户用沼气池通过改变粪便管理方式产生的直接减排量416.4万t,通过保护林地和改变能源结构产生的间接减排量1 593.6万t,沼气池泄漏和因沼气燃烧产生的碳排放量330.7万t,总体减碳能力1 579.3万t。如果按照43美元·t-1的价格全部交易[29],可实现6.79亿美元的经济收益。

表5四川省各农业大区户用沼气池的减排效益总量

Table 5Gross carbon emission reduction by household biogas digesters in each agricultural area of Sichuan Province

农业大区保护林地固碳量/(104t·a-1)粪便管理减排量/(104t·a-1)改变能源结构减排量/(104t·a-1)沼气泄漏量及燃烧排放量/(104t·a-1)净减排量/(104t·a-1)减排量占比/%沼气池占比/%Ⅰ81.848.3199.558.2271.417.219.8Ⅱ353.8262.4535.7201.2950.760.260.7Ⅲ97.674.8112.139.1245.415.511.6Ⅳ17.529.076.028.993.65.96.7Ⅴ9.51.910.13.418.11.11.1全省560.2416.4933.4330.71579.3100.0100.0

Ⅰ为盆西平原大区,Ⅱ为盆地丘陵大区,Ⅲ为盆周山地大区,Ⅳ为川西南山地大区,Ⅴ为川西北高山、高原大区。

3讨论与结论

农户调查结果表明,受新农村建设、城乡统筹发展和城镇化快速推进等影响,各农业大区的户用沼气项目出现了一些新现象,主要包括:(1)部分农民(尤其是平原地区和城市郊区)摒弃了传统的养殖习惯,致使沼气池原料供给不足,部分原料需要购买,沼气池产气能力大幅下降;(2)早期投产(2007年前)的沼气池出现了不同程度的故障,但因缺乏维修技术人员,部分沼气池已弃用;(3)天然气的普及挤占了户用沼气池的市场,致使这些地区难以继续推广沼气项目,部分已建沼气池亦随之弃用;(4)新农村建设倾向于规划村民集中居住区,传统的户用沼气池被新型的生活污水净化沼气池取代,并实现集中供气;(5)大型养殖企业不再将畜禽养殖作为盈利的主要途径,而是转向发展畜禽产品的深加工,企业越来越倾向于将其自身的养殖职能分散到城郊结合部的多个小规模养殖散户。这种新型企业发展模式致使其建设的大中型沼气工程因原料短缺而处于不饱和运行状态,不能实现规划的节能减排目标;而新增的小规模养殖散户因缺乏政策支持,沼气工程项目未能及时跟进,造成大量的温室气体泄漏。

户用沼气池的户均减排效益因核算方法和区域差异等影响而有差异。刘尚余等[9]以1个3~6口之家,养殖3~5头猪,容积10 m3,年产气400 m3的户用沼气池为例,估算出的沼气池户均温室气体减排量为1.382 t·a-1。董红敏等[3]对湖北恩施农村户用沼气池项目的减排效益研究发现,其户均年减排能力1.43~2.0 t·a-1。徐琬莹等[11]考虑了畜禽不同生长期的排泄量差异,核算出湖北恩施户用沼气池户均减排量(以CO2计)为1.10~1.29 t·a-1。上述研究均未考虑户用沼气池因保护林地而产生的固碳量和因减少薪柴、秸秆等常规农村能源利用而产生的减排量,因此核算结果偏小。笔者借鉴已有的评价方法[10-11],综合考虑了沼气池因保护林地和改变农村能源结构产生的间接减排效益、因改变畜禽粪便管理方式产生的直接减排效益,并扣除沼气池泄漏量,得出四川省户用沼气池的户均减排能力2.21~3.21 t·a-1,平均净减排量2.69 t·a-1。该结果与温晓霞等[10]在陕西省退耕区核算的结果(户均减排2.86~3.00 t·a-1)相近。

区域尺度的农村温室气体减排效益评估研究中,采取自下而上法将小尺度调研结果直接上推,尽管存在有限样点难以反映减排效益空间变异性的缺陷,对于数据积累较少的区域而言却不失为一种有效方法[27-28]。农村家庭能源消费主要受当地社会经济发展水平、能源可获性、气候条件和生活习惯等因素影响[29],不同区域的农村能源消费结构和消费水平各异。朱虹颖等[30]研究发现,不同地貌类型区的农户生活主导用能类型不同,导致农户生活用能的区域排放差异非常显著。农业区划综合考虑了气候条件、地貌特征、作物布局和农业生产特征等因素,农业大区内部差异特征不明显,但大区之间的差异显著。因此,对于诸如省域等大尺度的温室气体减排能力评估工作而言,以农业区划结果作为评价单元,具有一定的科学依据和现实意义。

由于受资助项目资金逐渐减少影响,户用沼气池将难以在省域范围内持续大规模推广,利用有限资金获取最大的减排效益是未来亟需考虑的问题。Ⅰ和Ⅱ区户均减排能力最弱,不宜继续大规模投资单户式沼气池,建议一方面重视户用沼气池的维修保障体系建设,另一方面重点支持小规模养殖散户发展中小型沼气工程。Ⅲ和Ⅴ区户均减排能力最强,当前的沼气推广率也相对较低,因此常规的户用沼气项目可适当向该区域的适宜建设区倾斜,这样不仅有助于提高全省户用沼气池的温室气体减排效益,还可以有效保护森林资源,减少水土流失。Ⅳ区仍有部分农户对推广农村节能减排措施的意愿强烈,但经济水平低下,建议将该区域的户用沼气项目纳入民生工程进行补贴。

参考文献:

[1]SMITH P,MARTIN O D,CAI Z,etal.Greenhouse Gas Mitigation in Agriculture[J].Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences,2008,363(1492):789-813.

[2]JAN B,CARLOS L G.Carbon Trading:Accounting and Reporting Issues[J].European Accounting Review,2008,17(4):697-717.

[3]董红敏,李玉娥,朱志平,等.农村户用沼气CDM项目温室气体减排潜力[J].农业工程学报,2009,25(11):293-296.

[4]张培栋,李新荣,杨艳丽,等.中国大中型沼气工程温室气体减排效益分析[J].农业工程学报,2008,24(9):239-243.

[5]张永勋,闵庆文,赵贵根.三江源移民安置区太阳能资源开发利用环境效益评估[J].资源科学,2012,34(11):2067-2073.

[6]李长江,温晓霞,眭彦伟,等.陕西关中农田温室气体减排潜力分析[J].西北农业学报,2013,22(8):174-180.

[7]王燕,王小彬,刘爽,等.保护性耕作及其对土壤有机碳的影响[J].中国生态农业学报,2008,16(3):766-771.

[8]逯非,王效科,韩冰,等.稻田秸秆还田:土壤固碳与甲烷增排[J].应用生态学报,2010,21(1):99-108.

[9]刘尚余,骆志刚,赵黛青.农村沼气工程温室气体减排分析[J].太阳能学报,2006,27(7):652-655.

[10]温晓霞,李长江,眭彦伟,等.退耕区户用沼气的生态环境效益评价[J].农业工程学报,2012,28(10):225-230.

[11]徐琬莹,周传斌,陈永根,等.农村户用沼气项目的碳减排效益核算:以湖北省恩施州为例[J].生态与农村环境学报,2013,29(4):449-453.

[12]石承苍,刘定辉.四川省自然地理环境与农业分区[M].成都:四川科学技术出版社,2013:48-55.

[13]胡全国.农村沼气发展现状、问题及对策[J].农业工程技术,2008(5):15-18.

[14]郝先荣,沈丰菊.户用沼气池综合效益评价方法[J].可再生能源,2006(2):4-6.

[15]方精云,刘国华,徐嵩龄.我国森林植被的生物量和净生产量[J].生态学报,1996,16(5):497-508.

[16]王金锡,慕长龙,彭培好,等.长江中上游防护林体系生态效益监测与评价[M].成都:四川科学技术出版社,2006.

[17]冯宗炜,陈楚莹,王开平,等.热带杉木纯林生态系统中营养元素的积累、分配和循环的研究[J].植物生态学与地植物学丛刊,1985,9(4):245-256.

[18]杨韧,邓朝经,覃模昌,等.川中丘陵区柏木人工林生物量的测定[J].四川林业科技,1987,8(1):21-24.

[19]冯宗炜,陈楚莹,张家武,等.湖南省会同县两个森林群落的生物生产力[J].植物生态学与地植物学丛刊,1982,6(4):257-267.

[20]魏荣荣,成官文,罗介均,等.不同温度猪粪厌氧发酵甲烷产量和产能实验[J].农机化研究,2010(4):170-174.

[21]Intergovernmental Panel on Climate Change.2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[S].Japan:Institute for Global Environmental Strategies,2006.

[22]张相锋,王洪涛,聂永丰,等.猪粪和锯末联合堆肥的中试研究[J].农村生态环境,2002,18(4):19-22.

[23]王革华.农村能源建设对减排 SO2和CO2贡献分析方法[J].农业工程学报,1999,15(1):169-172.

[24]姜文斐,王斌.农村沼气建设对四川省节能减排的贡献:以西昌市的典型调查为例[J].四川环境,2009,28(2):116-119.

[25]陈豫,杨改河,冯永忠,等.“三位一体”沼气生态模式区域适宜性评价指标体系[J].农业工程学报,2009,25(3):174-178.

[26]QU W,TU Q,BLUEMLING B.Which Factors Are Effective for Farmers′ Biogas Use?Evidence From a Large-Scale Survey in China[J].Energy Policy,2013,63:26-33.

[27]梁育填,樊杰,孙威,等.西南山区农村生活能源消费结构的影响因素分析[J].地理学报,2012,67(2):221-229.

[28]庞丙亮,崔丽娟,马牧源,等.若尔盖高寒湿地生态系统服务价值评价[J].湿地科学,2014,12(3):273-278.

[29]雷立钧,荆哲峰.国际碳交易市场发展对中国的启示[J].中国人口·资源与环境,2011,21(4):30-36.

[30]朱虹颖,吴文恒,杨新军,等.渭河下游不同类型区农户生活用能排放差异研究[J].地理科学进展,2015,34(2):141-150.

(责任编辑: 陈昕)

Regional Characteristics of Carbon Emission Reducing Effect of Rural Household Biogas Project and Strategies for Future Development of the Project: A Case Study of Sichuan Province, China.

TIAN Cong-shan1,2, LI Ming2,3, LI Yong1,LIU Qin1,2

(1.Geoscience Institute, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China;2.Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China;3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract:In order to explore regional characteristics of the greenhouse gas emission reducing effects of the rural household biogas project, Sichuan Province was cited as a case for study. Based on farmer household surveys in five major agricultural zones of the province, carbon emission reducing effect of the household biogas project in each of the five agricultural zones was figured out. Results show that a household biogas digester could reduce 2.21-3.21 t·a-1of carbon emission and 2.69 t·a-1on average over the province. The effect varied sharply with the agricultural zone and the five zones followed an order of the mountainous areas around the Sichuan Basin(3.21 t·a-1) > the high mountains and the plateau in Northwest Sichuan(2.94 t·a-1) >the mountainous area of Southwest Sichuan(2.65 t·a-1) >the hilly area of the Sichuan Basin(2.42 t·a-1) >the Chengdu Plain(2.21 t·a-1). According to contribution of the biogas digesters to carbon emission reduction, the household biogas digesters in the study area can be sorted into two categories, namely, forest protection digesters and energy structure alteration digesters, of which the former was much higher in carbon emission reducing effect. In 2013,the use of biogas digesters changing the way of domestic waste treatment reduced carbon emission directly by 4.164 million tons, and indirectly by 14.936 million tons through protecting forests and altering energy structure, while increasing carbon emission by 3.307 million tons via leakage and combustion of methane, thus, making the total reduction of carbon emission up to 15.793 million tons. Aiming at the new problems and phenomena confronted in extension of the household biogas project, it is suggested that the emphasis of the extension should lean towards the mountainous areas around the Sichuan Basin and the high mountains and plateau area of Northwest Sichuan, and as for the hilly area and the Chengdu Plain of the Sichuan Basin, more attention should be paid to construction of the maintenance support system for household biogas digesters, and extrapolation of the moderate- and small-sized biogas digester project to new small-scaled animal-rearing farmers.

Key words:household biogas digester;carbon emission reduction;regional characteristics;development strategy

收稿日期:2015-09-15

基金项目:国家自然科学基金(41401664,41371539)

中图分类号:X37

文献标志码:A

文章编号:1673-4831(2016)03-0432-07

DOI:10.11934/j.issn.1673-4831.2016.03.015

作者简介:田丛珊(1990—),女,山西临汾人,硕士生,主要从事第四纪环境方面的研究。E-mail: shanshanlaichitcs@163.com

① 通信作者E-mail: liy@cdut.edu.cn

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