畜禽养殖温室气体排放量测算

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(新津县科学技术协会, 四川 新津 611400)

0 引言

温室气体(CHG)是指大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新反射辐射的一些气体，主要包含二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)。

畜牧业是一高碳产业，据国家发改委2013年发布的《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》显示，中国农业活动排放温室气体8.19亿tCO2当量，其中动物养殖过程排放4.45亿tCO2当量，占农业总排放量的54.3%，畜禽养殖对全球气候变化产生重大影响。

本文对全国(2014年)、成都市(2015年)和新津县(2016年)畜禽养殖温室气体排放量进行测算，并分析对大气环境的危害性。

在畜禽养殖中，因CO2经植物光合作用后被动物吃食，使植物中碳转化为CO2，经代谢后又返回大气层，故在养殖过程中CO2一般不被估计。但是，在养殖过程中要产生大量甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)，而在百年时间尺度上，CH4和N2O的温室效应增温潜势分别为CO2的23～25倍和298倍[3，4]。

1 甲烷(CH4)排放量测算

1.1 计算公式：CH4=W1×N

式中，CH4为一种畜禽甲烷年排放总量；W1为一种畜禽甲烷排放系数；N为一种畜禽年均饲养量。

甲烷排放系数(W1)：由于个体与地区差异，很难全国统一一个完整通用的排放系数。这里，我们根据IPCC《政府间气候变化专家委员会》(2006)提出的“温室气体统计初步准则”为基础，参考一些学者的资料[5，6]，结合地区实际情况确定各类畜禽CH4和N2O的排放系数(表1)。

表1 各类畜禽温室气体排放系数

年均饲养量(N)：由于各类畜禽的饲养周期(饲养天数)不同，年均饲养量的计算方法也有所不同。当出栏率等于或大于1时，该类畜禽的年均饲养量按全年出栏量进行调整。当出栏率小于1时，年均饲养量按年末存栏量计算。

式中：N为一种畜禽年均饲养量；F为一种畜禽年均饲养周期(饲养天数)；M为一种畜禽年生产量(出栏率等于或大于1时为全年出栏量，小于1时为年末存栏量)。

各类畜禽年均饲养周期：因不同地区的养殖水平、当地人饮食习惯，甚至市场价格波动都会影响一种畜禽的饲养天数。这里，我们按国家环保总局自然生态司的资料，参考多位学者的数据[3，5，6]确定各类畜禽的年均饲养天数(表2)。

1.2 各类畜禽全年出栏量、年末存栏量

全国部分按《中国农业年鉴》，成都市和新津县部分按当地当年畜牧业生产情况统计资料数据计算。

1.3 计算结果

(1)按计算公式计算中国2014年畜禽甲烷排放量(表2)。

表2 中国2014年畜禽养殖甲烷(CH4)排放量

注：①出栏量、存栏量来源于《中国农业年鉴2015》;②资料中的牛项未分奶牛、水牛和黄牛，这里按处于中间水平的水牛数据计算。

从表2可以看出，我国2014年畜禽养殖CH4排放总量为10 440 862 t，其中，牛羊排放量为8 066 225 t，占总量的77.26%。猪排放量为2 028 586 t，为总量的19.43%，其他畜禽为总量的3.31%。

(2)按计算公式计算成都市2015年畜禽甲烷排放量(表3)。

表3 成都市2015年畜禽养殖甲烷(CH4)排放量

注：出栏量、年末存栏量来源于“成都市2015年畜牧业生产情况统计表”。

从表3可以看出，成都市2015年畜禽养殖CH4排放总量为25 923 t。其中，猪排放量为19 625 t，占总量的75.7%，牛羊排放3 661 t，为总量的14.12%。其他畜禽占10.18%。

(3)按计算公式计算新津县2016年畜禽养殖甲烷排放量(表4)。

表4 新津县2016年畜禽养殖甲烷(CH4)排放量

注：出栏量、年末存栏量来源于“新津县2016年畜牧业生产情况统计表”。

从表4可以看出，新津县2016年畜禽养殖CH4排放总量为1 263.9 t。其中，猪为891.3 t，占总量的70.52%；牛羊为65.35 t，为总量的5.17%；其他畜禽占24.31%。

2 氧化亚氮(N2O)排放量测算

2.1 计算公式

N2O=W2×N

式中：N2O为一种畜禽氧化亚氮年排放量；W2为一种畜禽氧化亚氮排放系数；N为一种畜禽年均饲养量。

各类畜禽氧化亚氮排放系数如表1，一种畜禽年均饲养量(N)已在甲烷排放量测算中计算出结果(表2)。各类畜禽出栏量、年末存栏量按《中国农业年鉴》和地方当年畜牧业生产情况表数据计算。

2.2 计算结果

(1)按计算公式计算中国2014年畜禽养殖氧化亚氮排放量(表5)。

表5 中国2014年畜禽养殖氧化亚氮(N2O)排放量

从表5可以看出，2014年中国畜禽养殖氧化亚氮排放总量为627 558 t。其中，牛羊为272 000 t，占总量的43.34%，猪排放为238 922 t，占总量的38.87%。

(2)按计算公式计算成都市2015年畜禽养殖氧化亚氮排放量(表6)。

表6 成都市2015年畜禽养殖氧化亚氮(N2O)排放量

从表6可以看出，成都市2015年畜禽养殖N2O排放总量为3 194.76 t。其中，养猪排放2 311.39 t，占总量的72.35%。牛羊排放量为117.66 t，为总量的3.68%。其他畜禽占23.97%。

(3)按计算公式计算新津县2016年畜禽养殖氧化亚氮排放量(表7)。

表7 新津县2016年畜禽养殖氧化亚氮(N2O)排放量

从表7可以看出，新津县2016年畜禽养殖氧化亚氮排放总量203 t。其中，养猪排放104.97 t，占总量的51.54%；牛羊排放量为2.94 t，为总量的1.44%。

3 结果分析

(1)中国畜禽养殖过程中温室气体排放量大，2014年，中国畜禽养殖甲烷排放总量多达10 440 862 t，温室效应为250 580 688 t CO2当量。排放氧化亚氮627 558 t，温室效应为187 012 284 t CO2当量，两项合计为43 759.3万t CO2当量。

这里计算的仅仅是养殖过程中畜禽胃肠道发酵和粪便管理所产生的甲烷和氧化亚氮，而饲料生产加工、养殖场占地建筑、养殖设备、能源消耗、饲养管理、畜禽产品保存加工包装、畜禽产品物流等整个畜牧业生产全链条的每一个环节的活动都会排放大量温室气体。据专家测算，每生产1 000 g活猪，碳足迹为2.3～5 kgCO2当量。每生产1 000 g猪肉，温室气体排放CO2当量等值为6.1 kg[7，8]。

随着经济发展和人民生活水平不断提高，畜禽产品消费量还将不断增大，畜禽养殖温室气体排放量还将大幅度增加。据专家测算，全球肉类生产量增加1%，将抵消在太阳能发展上投资3万亿美元的气候效应[9]。提示我们，加强畜禽养殖减排技术研究，发展低碳养殖是我国畜牧业发展的正确选择。

(2)从计算结果可以看出，全国畜禽养殖温室气体主要来源于牛羊，而成都地区主要来源于猪(表8)。

表8 各类畜禽养殖温室气体排放量比例

因此，全国畜禽养殖温室气体减排重点应放在反刍动物生产上，而成都地区应主要放在养猪上。

李君宇，韩英.动物在温室气体排放中的作用[J].家畜生态学报，2014，35(3)：6-9.

[2] 潘康成，吴敏峰，张世新，等.动物微生态理论与低碳畜牧业的可持续发展[J].中国家禽，2010，32(18)：45-49.

[3] 李胜利，金鑫，范学珊，等.反刍动物生产与减排措施[J].动物营养学报，2010，22(1)：2-9.

[4] 章永松，柴如山，付丽，等.中国主要农业源温室气体排放及减排对策[J].浙江大学学报(农业与生命科学版)，2012，38(1)：97-107.

[5] 胡向东，王济民.中国畜禽温室气体排放量估算[J].中国工程学报，2010，26(10)：247-252.

[6] 闵继胜，胡浩.中国农业生产温室气体排放量的测算[J].中国人口·资源与环境，2012，22(7)：21-27.

[7] 黄若涵.推动减排低碳成为养猪业的新常态[J].猪业科学，2016，33(5)：30-31.

[8] 陶红军.我国猪肉产业发展及温室气体排放量估算[J].中国猪业，2015(10)：34-40.

[9] 邓明君，王崇祜，刘佳宇.生猪养殖的碳氮排放与低碳模式推广策略分析[J].家畜生态学报，2016，37(5)：67-72.