大连市农业活动领域温室气体排放清单估算及评价

2022-06-23窦应瑛

绿色科技 2022年10期

窦应瑛

(大连市生态环境事务服务中心，辽宁大连 116023)

1 引言

2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上向世界宣布，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为此各地区相继开展温室气体排清单的编制工作。本研究主要针对2015～2019年大连市农业活动领域温室气体排放清单的估算。

2 温室气体排放源界定

根据大连市农业活动情况，温室气体排放源共分四类：稻田甲烷(CH4)排放、农用地氧化亚氮(N2O)排放、动物肠道发酵甲烷(CH4)排放和动物粪便管理甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放[1]。

2.1 稻田CH4排放

水稻田是大气甲烷的主要人为排放源。稻田甲烷排放的排放源为农业生产的水稻田，稻田一般可划分为单季稻、双季早稻和双季晚稻3种类型。大连市稻田全部为单季稻，排放源相对容易界定，且其水分管理方式多为淹水-烤田-间歇灌溉为主。因此本次清单编制主要以水稻生长季为甲烷排放的关键阶段，水稻生长季为稻田甲烷排放的关键排放源，其余阶段的甲烷排放或者吸收均因相对于水稻生长季排放而言，其数量太小而忽略不计[2]。

2.2 农用地N2O排放

根据1994和2005年我国农用地氧化亚氮清单编制的定义以及《省级温室气体清单编制指南(试行)》的要求[3]，确定农用地氧化亚氮排放源主要包括直接排放源和间接排放源两种。农用地直接排放主要来源于农用地当季施入的氮肥、粪肥(或有机肥)和作物秸秆直接还田引起的氧化亚氮排放；间接排放主要来源于大气氮沉降引起的氧化亚氮排放和氮淋溶径流损失引起的氧化亚氮排放。本次大连市农用地N2O清单编制计算的直接排放所考虑的主要农作物为水稻、小麦、玉米、高粱、谷子、其他谷类、大豆、其他豆类、油菜籽、花生、籽棉、薯类、蔬菜类共13类。

2.3 动物肠道发酵CH4排放

动物肠道发酵甲烷排放是指动物在正常的代谢过程中，寄生在动物消化道内的微生物发酵消化道内饲料时产生的甲烷排放，肠道发酵甲烷排放只包括从动物口、鼻和直肠排出体外的甲烷，不包括粪便的甲烷排放。

结合大连市畜牧业饲养情况，动物肠道发酵甲烷排放源包括奶牛、非奶牛、绵羊、山羊、猪、马、驴、骡。其中猪是非反刍动物，单体的CH4产生量较小，但考虑到大连市养猪数量较大，故将猪的肠道发酵甲烷排放也纳入估算。

2.4 动物粪便管理CH4和N2O排放

动物粪便管理甲烷排放是指在畜禽粪便施入到土壤之前动物粪便贮存和处理所产生的甲烷。动物粪便在贮存和处理过程中甲烷的排放因子取决于粪便特性、粪便管理方式、不同粪便管理方式使用比例、以及当地气候条件等。

结合大连市畜禽饲养情况和统计数据的可获得性，动物粪便管理甲烷排放源包括奶牛、非奶牛、绵羊、山羊、猪、家禽、马、驴、骡。

3 排放量估算方法

本次清单编制中，农业活动领域温室气体排放清单编制方法根据IPCC指南[4]和《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的方法，计算2015～2019年大连市农业活动领域温室气体排放量。

4 活动水平数据的确定

4.1 稻田面积

稻田甲烷排放的活动水平数据为各种类型水稻播种面积，包括双季早稻、双季晚稻和单季稻的播种面积，稻田面积数据来自《大连市统计年鉴》(2016-2019)[5]及统计部门数据，大连市单季稻面积数据如表1所示。

表1 2015～2019年大连市单季稻种植面积 hm2

4.2 农用地活动水平数据

4.2.1 直接排放氮输入量

农用地直接排放氮的输入量主要包括化肥氮(氮肥和复合肥中的氮)N化肥、粪肥氮N粪肥和秸秆还田氮(包括地上秸秆还田氮和地下根氮)N秸秆3种氮的输入方式。

(1)化肥氮。本次清单编制过程中化肥氮主要来源于大连市农业农村局提供的资料中所统计的氮肥(折纯)中的氮量和复合肥(折纯)量中的氮量，其中复合肥折纯量含氮比例约为15% ，如表2所示。

表2 2015～2019年大连市农用地化肥氮输入量 t

(2)粪肥氮。农用地粪肥施用氮量包括家畜和乡村人口排泄物，农用地粪肥施用氮量由《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的方法计算。大连市畜禽饲养量和乡村人口数如表3所示。

表3 2015～2019年大连市畜禽和乡村人口排泄氮量

本次清单编制中，由于缺乏相应的畜禽排泄物数的氮含量，畜禽氮排泄量采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》的推荐值(表3)[6]；同时结合大连市畜禽饲养实际情况以及考虑到数据获得的可能性和可靠性，调研得知大连市家畜粪便基本不作为燃料，故本清单编制中用作燃料的家畜排泄氮量为零；淋溶径流损失率和挥发损失率按照指南中提供的15%和20%计算[7，8]。

(3)秸秆还田氮量。主要农作物参数数据来源于《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐值，秸秆还田率数据来源于大连市农业农村局，如表4～6所示。

表4 2015～2019年大连市主要农作物产量 t

表5 主要农作物参数及秸秆还田率

表6 农用地秸秆还田氮量

2015～2019大连市年大连市直接排放氮输入量，如表7所示。

表7 2015～2019年大连市直接排放氮输入量 t

4.2.2 间接排放氮输入量

大气氮沉降量主要来源于畜禽和乡村人口粪便(N农村排泄)和农用地氮输入(N农用地输入)的NH3和NOx挥发，由于当地没有N农村排泄和N农用地输入的挥发率观测数据，本次清单采用《省级指南》推荐值，分别为畜禽粪便(N农村排泄)输入的20%和农用地氮输入(N农用地输入)的10%计算。氮淋溶径流损失量根据《省级指南》推荐的方法计算，氮淋溶和径流损失的氮量占农用地总氮输入量的20%估算[9]，如表8所示。

表8 2015～2019年大连市间接排放活动水平数据 t氮

4.3 动物肠道发酵活动水平数据

2015～2019年大连市畜禽年末存栏量，如表9所示。

表9 2015～2019年大连市畜禽年末存栏量

5 排放因子

因无相关实测数据，农用地氧化亚氮排放因子、动物肠道发酵CH4排放因子、粪便管理甲烷排放因子和氧化亚氮排放因子均采用IPCC和《省级指南》的推荐值，如表10～12所示。

6 排放清单及评价

根据活动水平数据计算可得2015～2019年大连市农业领域温室气体排放清单如表13所示。本清单CH4、N2O全球变暖潜势值取IPCC第二次评估报告值，分别为21和310。结果显示，2015～2019年大连市农业领域温室气体排放总量分别为206.73、175.51、173.36、165.45、156.43万tCO2当量，基本处于下降趋势。如图1所示，2015～2019年稻田、农用地、动物肠道发酵及动物粪便管理的温室气体排放的占比，其中农用地N2O排放的占比最大，平均占比53.05%，其次为动物粪便管理系统的CH4、N2O排放，平均占比为23.01%，动物肠道发酵CH4排放，平均占比为34.77%，稻田CH4排放，平均占比为7.23%。