我国小麦生产主要能耗投入品相关温室气体排放研究

我国农业生产长期以来坚持粮食主要立足国内生产的政策,在全球关注气候变化、协商温室气体减排的情况下,为保障主要粮食生产的能耗和排放需求,必须着手研究粮食生产的能源消耗和温室气体排放问题。在前人研究的基础上,本研究探索了基于农业生产投入费用成本进行能源消耗和温室气体排放估算的方法。通过分析我国种植业主要能源投入品分类统计情况,将主要的能源消耗投入品(简称主要能耗投入品)锁定在化肥、农家肥、农药、农膜、租赁作业和燃料动力,依据我国有关公开数据信息进行了分析和估算。以小麦为例的研究结果表明,我国2010年小麦生产温室气体总排放估算值3.78亿tCO2当量,单位面积排放量18.23tCO2·hm-2,其中主要能耗投入品相关温室气体排放约为0.88亿tCO2当量,单位面积排放量为4.25 tCO2·hm-2,占23.30%,其他为麦田呼吸排放量。根据小麦生产的主产品和副产品含碳量的分析,2010年小麦生产汇集约3.07亿tCO2,占小麦生产过程排放量约81.25%,净排放量约为0.71亿t,比较小麦生产过程温室气体排放和汇集能力得出,2010年小麦生产过程温室气体排放和汇集的平衡产量约为6.83 t·hm-2,低于此单产值表现为净排放,高于此单产值则表现为净汇集。案例研究表明,运用此方法可以对我国种植业生产的分年度、分农产品的能源消耗排放和汇集能力进行分析,研究结果可以为我国参加国际气候农业领域谈判、制定相关政策提供决策参考。     

不同保护性耕作模式对农田的温室气体净排放的影响

 【目的】研究吉林省不同保护性耕作模式农田的温室气体的净排放。【方法】以吉林省玉米主产区农田4种保护性耕作模式（玉米留茬垄侧种植技术、玉米宽窄行交替休闲种植技术、玉米留茬直播种植技术和玉米灭高茬深松整地种植技术）为例,分别计算土壤固碳量、农田土壤温室气体排放量及农业物资投入造成的温室气体排放量,并系统计算其温室气体净排放。【结果】4种保护性耕作模式均提高了耕层土壤有机碳（SOC）的含量,其中,玉米宽窄行交替休闲种植技术（CT2）固碳潜力最大,土壤有机碳含量提高了1 955.07 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1,玉米留茬直播种植技术（CT3）固碳能力最小,仅提高了1 492.26 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1,传统耕作模式（CK）则减少了173.70 kg C&;#8226;hm-2&;#8226;a-1;4种保护性耕作模式的CO2排放当量（CO2-eq）排放总量平均为5 259.25 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1,而CK的CO2-eq排放总量为5 367.96 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1;4种模式的温室气体排放均主要发生在农业生产物资投入环节,其中氮肥投入为主要的排放促进因素。综合计算表明,4种保护性耕作模式的温室气体减排潜力不同,CT2的温室气体减排潜力最大,其CO2-eq减排量为1 897.56 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1,而CT3则最小,其CO2-eq减排量为225.75 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1,而CK模式则为-6 004.87 kg&;#8226;hm-2&;#8226;a-1。【结论】吉林省4种保护性耕作模式均提高SOC含量,且抵消了土壤和物资投入排放的温室气体,是温室气体的汇,而传统耕作没有提高SOC含量,没有抵消土壤和物资投入排放的温室气体,是一个温室气体源。     

于桥库区周边农村CDM项目对生物质能利用的效能分析

于桥库区周边农村有机废弃物的无组织排放对水库的TN、TP的贡献率较高,分别占外部输入的44.8%和19.5%,同时也是温室气体排放源.以蓟县姚白庄村为实验基地,利用清洁生产机制(Clean Development Mechanism,CDM)项目,采用有机质厌氧消化的工艺,进行了日处理规模为55 t的农村生物质能利用工程的效能分析.结果表明,姚白庄区内污染物COD减排量为62.1 t·a-1,BOD减排量为27.8 t·a-1,NH3-N减排量为37.0 t·a-1,TP减排量为1.8 t·a-1,TN减排量为15.6t·a-1.根据CO2、CH4和N2O 3种温室气体的监测结果,得出该项目可以使农村地区温室气体减排效率提高到68%.     

我国露地与设施番茄生产的温室气体排放比较

为比较我国不同栽培方式(露地与设施)及不同省份番茄生产的温室气体排放差异,基于生命周期法,遵循农田生态系统的全环式路径,根据《全国农产品成本收益资料汇编—2020》数据,对我国露地与设施番茄的温室气体排放及碳评价指标进行了测算和比较分析。结果显示：我国露地、设施番茄生产系统的平均温室气体排放量分别为4 630.09、8 697.52 kg CO₂e·hm^-2,设施比露地高87.85%;露地番茄的主要温室气体排放源为化肥,而设施番茄的主要温室气体排放源为农膜和化肥;露地番茄的净温室气体排放为负、碳生态效率大于1,对生态环境具有正外部性,而设施番茄的净温室气体排放为正、碳生态效率小于1,具有负环境外部性;土地碳强度、碳生产效率、碳经济效率方面,设施种植的可持续性均低于露地种植。各省份露地、设施番茄温室气体排放量分别在2 849.24～7 524.61、5 788.83～13 779.69 kg CO₂e·hm^-2之间,最高省份分别是最低省份的2.64、2.38倍,露地、设施番茄的温室气体排放、构成、固碳...     

笼养肉鸡不同季节CH4和CO2排放研究

为研究规模化肉鸡场温室气体排放系数,给我国畜牧业温室气体清单编制和选择减排技术提供依据,选择山东某商业化肉鸡养殖场,对肉鸡生产过程中CO2和CH4的排放情况进行了研究。利用多功能气体分析仪对肉鸡舍CH4和CO2的浓度进行测定,肉鸡舍通风量测定则采用风机风量现场测定系统,根据不同季节连续5d测试结果计算提出肉鸡的CH4和CO2排放因子。结果表明:肉鸡在36～42d龄间的CH4和CO2的排放因子分别为(0.276±0.19)g·d-1·bird-1(58.9±37.2g·d-1·AU-1),154.4±45.7g·d-1·bird-1(33.5±8.0kg·d-1·AU-1),不同季节CH4排放因子存在显著差异,夏季最高为0.552g·d-1·bird-1,冬季最低为0.111g·d-1·bird-1,春季和秋季分别为0.187g·d-1·bird-1和0.254g·d-1·bird-1;CO2排放因子夏秋季节差异不显著,分别为186.8g·d-1·bird-1和179.8g·d-1·bird-1,但显著高于春季(163.4g·d-1·bird-1)和冬季(87.4g·d-1·bird-1);分析表明,鸡舍通风量...     

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。     

舍饲生长期牦牛NH3排放及其对CH4与CO2

为舍饲育肥牦牛高效生态生产、减少有害气体和温室气体排放提供参考,采用大型呼吸测热环控舱(Chamber)模拟舍饲状态,对4头生长期育肥牦牛排放的主要温室气体甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)及有害气体氨气(NH3)进行动态监测.结果表明:牦牛在采食1.5~3 h后CH4排放量达最大值,维持一段时间后,排放量逐渐下降;CO2排放相对平稳;NH3排放无明显规律.CH4、CO2和NH3日平均排放量分别为22.42 g/头、1 023.10 g/头和5.84 g/头,舍内NH3浓度为157.29 mg/m3,超出牦牛耐受氨气浓度.NH3排放不影响CH4和CO2排放规律,但是影响气体总排放量.     

长三角地区蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放估算

基于相关统计数据,本文采用生命周期评价(LCA)方法,研究了长三角地区三省一市蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放。结果表明:长三角地区蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放潜值较高,2012—2016年平均分别为103 kg N·hm~(-2)和5 930kg CO_2-eq·hm~(-2);不同年份间活性氮损失和温室气体排放差异显著,2015年活性氮损失和温室气体排放潜值最低,分别为95 kg N·hm~(-2)和5 618 kg CO_2-eq·hm~(-2),其活性氮损失和温室气体排放潜值分别较其他年份低6.5%～12.3%和3.5%～9.0%;5 a平均活性氮损失和温室气体排放潜值露地蔬菜分别为106 kg N·hm~(-2)和5 157 kg CO_2-eq·hm~(-2);设施蔬菜分别为93 kg N·hm~(-2)和8 760 kg CO_2-eq·hm~(-2);与该区其他省市蔬菜生产相比,浙江5 a平均活性氮损失低2.8%～13.7%,安徽温室气体排放潜值低1.4%～10.7%。针对蔬菜生产高氮肥投入、活性氮损失以及温室气体排放问题,在田间管理时可采取控制氮肥用量、优化施用氮肥、合理使用增效氮肥等措施。     

有机无机肥配施对苹果园温室气体排放的影响

为研究有机肥代替化肥对苹果园温室气体排放的影响,本研究基于12 a的长期定位试验,采用静态暗箱-气象色谱法监测了果园温室气体(CH_4和N_2O)排放的动态变化。试验共设置4个处理:对照(CK)、有机肥(M)、化肥(NPK)、有机无机肥配施(MNPK)。结果表明:果园年生活周期内CH_4以吸收为主;N_2O排放的高峰均出现在施肥后。各处理温室气体累积排放量差异显著(P0.05),其中M处理的CH_4累积吸收量最高,为9.95 kg·hm~(-2);MNPK处理的N_2O累积排放量显著高于NPK处理。相关性分析结果显示,土壤含水量、气温及硝态氮、铵态氮均为影响温室气体排放的因素。与NPK处理相比,MNPK处理可显著增加苹果产量,提高氮肥农学利用效率,增加CH_4吸收量、N_2O排放量和N_2O排放系数,降低综合温室气体排放强度。MNPK处理与NPK处理下单位产量CH_4的累积吸收量分别为0.04 kg·t~(-1)和0.06 kg·t~(-1),单位产量N_2O累积排放量分别为0.05 kg·t~(-1)和0.07 kg·t~(-1),两处理间差异不显著。研究表明,有机无机肥配施在保证产量的前提下更有利于苹果园的可持续发展。     

山东省畜禽养殖温室气体排放时空格局分析

全球变暖已经影响到人们的生活,其中畜禽温室气体在温室气体中占很大的比重。而山东省属于温室气体排放大省之一,因此,为达到减少排放量的目标,研究山东省温室气体排放量与畜禽养殖之间的关系意义重大。研究基于畜禽温室气体排放标准与核算途径,从山东省农业发展的实际出发,估测了山东省各行政区域近十年来的畜禽温室气体的年平均排放量。结果表明:山东省2003~2012年温室气体的年平均排放量为742.0485 Gg·a-1,其中甲烷年平均排放量为691.2924Gg·a-1,氧化亚氮的年均排放量接近50.7561 Gg·a-1。山东省中部地区与胶东所产生的温室气体则处于较低水平;而山东省西部产生量处于较高水平。近年来,温室气体排放量的变化趋势大致为先减少后增多。此项研究为政府相关部门进行有关决策提供参考。