福建省规模化养猪场资源量及温室气体减排效益评估分析

截止2007年12月,生猪存栏量为1317.12万头,约居全国第13位,其中,规模养猪场存栏数占46.59%。以猪粪TS为20%、猪尿TS以0.4%计,计算得到福建省规模化养猪场每年排放的排泄物干物质总量101.16万t,由此可测算得到福建省规模化养猪场粪便资源的产沼气潜力为4.25亿m3。以王革华等人的CO2排放量的计算方法为依据,计算了2007年底福建省规模化养猪场粪便资源全部用于沼气工程建设可减少CO2排放量为159.97万t,采用《IPCC国家温室气体清单优良作法指南和不确定性管理》中推荐的计算方法计算猪粪便管理系统中的CH4总排放量,计算得到可减少CH4排放量为5.87万t（CO2当量）。最后,对福建省规模化养猪场减排问题和对策进行了分析与讨论。     

规模化猪场沼气工程CDM项目的减排及经济效益分析

以新疆阿克苏某养猪场为案例,利用<气候变化框架公约>清洁发展机制执行理事会批准的方法(ASM Ⅲ.D),国家发改委提供的计算消耗电能的CO_2排放因子参数,分析了利用沼气工程处理猪场粪便及污水和沼气发电替代化石燃料的温室气体减排潜力.结果表明,项目每年可减排温室气体49 193 t CO_2当量,其中改变粪便管理方式减少甲烷排量占项目活动减排总量的89%,沼气发电能源替代避免的CO_2排放鼍占减排总量的11%.项目的实施可使养殖企业每年从减排温室气体中获益502万元,使项目的投资收回年限由原来的11.5 a缩短为5 a.因此,如果将此类型项月开发为CDM项目,在很大程度上可提高规模化养殖企业建设沼气工程的积极性,并改善养殖企业的周边环境.     

不同添加剂对牛粪CO_2和CH_4排放的影响

【目的】针对禽畜粪便温室气体排放问题,通过添加改良剂等措施从而达到减少温室气体的排放。【方法】以牛粪和牛尿为原料,开展了为期30 d的室内模拟储存试验,监测了牛粪储存期间CO_2和CH_4排放的动态变化,研究了2%硫酸锌、1%氢氧化镁+4%磷酸、10%氯化钙和1%沸石对牛粪CO_2和CH_4排放的影响。【结果】单施粪尿处理CK(对照组)的CO_2排放通量最大峰值出现在第8天,为20.590μmol·m~(-2)·s~(-1),CH_4排放通量最大峰值出现在第24天,为0.735μmol·m~(-2)·s~(-1)。硫酸锌处理的CO_2排放高峰期延迟了22 d,氢氧化镁+磷酸、氯化钙和沸石处理的CO_2排放高峰期提前了2～3 d。对于CH_4的排放,硫酸锌和氯化钙处理的高峰期分别提前了15和17 d,氢氧化镁+磷酸组合处理的高峰期延迟了3 d,沸石处理的高峰期则与CK处理出现在同一天。相比于CK处理,氢氧化镁+磷酸组合处理的CH_4平均排放通量降低了22.9%,但CO_2平均排放通量增加了4.5%;硫酸锌、氯化钙和沸石处理的CH_4平均排放通量分别降低了28.0%、90.4%和5.1%,且CO_2平均排放通量分别降低了47.9%、83.1%和1.7%。【结论】由此可见,氢氧化镁+磷酸不宜作为添加剂应用于牛粪温室气体减排措施当中,而硫酸锌和沸石对牛粪CO_2和CH_4的减排效果不如氯化钙显著,因此氯化钙可作为一种优良的添加剂施加在牛粪中,以达到减少温室气体排放的目的。     

舍饲生长期牦牛NH_3排放及其对CH_4与CO_2排放的影响

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(CH_4)和二氧化碳(CO_2)及有害气体氨气(NH_3)进行动态监测。结果表明:牦牛在采食1.5~3h后CH_4排放量达最大值,维持一段时间后,排放量逐渐下降;CO_2排放相对平稳;NH_3排放无明显规律。CH_4、CO_2和NH_3日平均排放量分别为22.42g/头、1 023.10g/头和5.84g/头,舍内NH_3浓度为157.29 mg/m~3,超出牦牛耐受氨气浓度。NH_3排放不影响CH_4和CO_2排放规律,但是影响气体总排放量。     

猪粪与菌剂配施对山地红壤温室气体排放的影响

【目的】研究猪粪与菌剂配施对山地红壤温室气体排放的影响,为减少温室气体排放提供理论依据。【方法】通过盆栽试验,探讨对照(CK)、复合肥(F)、猪粪(FM)、低量菌剂与猪粪配施(FMI1)、中量菌剂与猪粪配施(FMI2)和高量菌剂与猪粪配施(FMI3)6种不同处理下土壤温室气体的排放规律。【结果】(1)施用菌剂可以显著降低CO_2、CH_4和N_2O的排放通量,且高量菌剂与低中量菌剂有显著差异性;(2)高剂量菌剂与CK相比,CO_2累计排放量降低了84.33%,CH_4累计排放量降低了76.39%,N_2O累计排放量降低了86.44%;(3)施用菌剂可以显著降低综合温室效应(GWP),菌剂施用量越大,对温室效应抑制越明显;(4)施用菌剂可以显著提高土壤养分含量。【结论】在施用肥料的基础上配施菌剂,可以降低山地红壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量与综合温室效应,且菌剂剂量越大,效果越佳。     

1980—2011年福建省农业甲烷排放估算研究

基于1980—2011年福建省农业生产的相关统计数据,将稻田甲烷排放模型CH_4MOD、排放因子法和GIS相结合,模拟估算了福建省1980—2011年农业源甲烷排放量。结果表明:(1)1980—2011年福建省农业CH_4共排放1 219.71×10~4t,总体呈下降趋势;(2)福建省农业CH_4排放高值区主要分布在南平市、龙岩市和漳州市,约占福建农业CH_4排放总量的47%;(3)32 a间福建省水稻CH_4总排放877.63×104t,总体呈递减走势,年均递减率为1.96%。反刍动物肠道和动物粪便CH_4排放量均呈明显上升趋势,年均增长率分别为1.04%和2.25%;(4)不同农业源CH_4排放量差异较大,以稻田CH_4排放最高,占总排放的72%,其次是动物肠道CH_4排放,占总排放量的23%,动物粪便CH_4排放约占5%;(5)对2025年甲烷排放量进行模型预测,表明福建省农业CH_4排放量总体降低,反刍动物饲料和动物粪便管理效率的提高成为未来福建农业发展的重点。     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO_2和CH_4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO_2和CH_4的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO_2和CH_4排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m-2·h~(-1),平均值分别为445.8和0.42 mg·m~(-2)·h~(-1),低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO_2和CH_4排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势(GHGs,含N2O)降低了29.6%。相关性结果显示,CO_2排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH_4排放通量与6种土壤酶活性显著负相关(P0.05)。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO_2和CH_4的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

我国典型省份小麦和玉米农田化学氮肥施用与生产运输过程的温室气体排放量估算

基于相关统计数据,通过文献调研方法,估算了我国河南、河北和山东3个典型省份在小麦和玉米上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量,包括化学氮肥施用产生的土壤N_2O直接排放、通过挥发沉降和淋溶径流途径损失的氮素导致的N_2O间接排放以及不同种类化学氮肥在生产和运输过程中的温室气体排放。结果表明:河南、河北和山东3个典型省份在小麦上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量分别为1536万、847万、1153万t CO_2–eq·a–1,单位播种面积温室气体排放量分别为2.85、3.61、3.09 t CO_2–eq·hm–2·a–1,单位产量温室气体排放量分别为0.46、0.60、0.51 t CO_2–eq·t~(–1)·a~(–1);相应省份在玉米上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量分别为717万、720万、912万t CO_2–eq·a–1,单位播种面积温室气体排放量分别为2.19、2.27、2.92 t CO_2–eq·hm–2·a–1,单位产量温室气体排放量分别为0.40、0.43、0.46 t CO_2–eq·t~(–1)·a~(–1)。研究表明,化学氮肥消费带来的温室气体排放主要来自于化学氮肥在生产过程中的温室气体排放以及化学氮肥施用导致的土壤N_2O直接排放这两部分。     

基于IPCC方法的福建省农业活动甲烷排放量估算

稻田和畜禽养殖是农业领域甲烷的重要排放源,估算省级农业活动甲烷的排放量,并分析其排放特征,对提出符合福建省农业发展的减排措施有重要意义。本研究基于福建省农业活动水平数据,采用IPCC方法,以2005年为基准年,估算了2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量。结果表明：2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量分别为39.75万t和32.74万t,2010年比2005年减少17.64%。与2005年相比,2010年稻田甲烷排放减少17.37%,动物肠道发酵甲烷排放减少31.59%,动物粪便管理甲烷排放增加1.11%。与2005年相比,2010年稻田面积减少及动物规模化养殖程度提高是农业活动甲烷排放减少的主要原因。稻田甲烷排放受水稻品种、土壤条件、水分状况、施肥管理以及气候条件等因素影响,可从上述途径减少稻田甲烷排放。控制和减少畜禽养殖甲烷排放的关键是优化畜牧业结构,提高规模化养殖水平,改良畜禽品种、改进动物饲养和畜禽排泄物处理技术,提高畜产品产出量,进而减少温室气体排放。研究结果可为决策者制定福建省农业活动甲烷排放控制政策、降低农业活动甲烷排放量提供基础资料。     

堆体规模对牛粪堆肥氨气和温室气体排放的影响

【目的】分析堆体规模对牛粪堆肥过程中氨气和温室气体排放的影响,为减少温室气体排放提供参考。【方法】采用牛粪与锯末混合物进行堆肥,调节含水率约为66%,牛粪、锯末混合物的质量分别为109.24,217.52和429.53kg,每周翻堆2次。通过发酵棚+INNOVA 1412i多种气体分析仪+INNOVA 1409-24多点采样器测量系统,对3种规模堆肥过程中氨气和温室气体排放进行不间断测试,每小时测量1次进气口和排气口氨气、氧化亚氮、甲烷和二氧化碳的质量浓度,进而对堆肥过程中的温室气体排放进行分析与评价。【结果】单位质量堆肥的氨气、甲烷和氧化亚氮排放率随着堆体规模的增加而增大,CO_2排放率则随堆体规模增加而减小。NH_3-N和N_2O-N分别占堆体初始总氮的12.59%~17.44%和3.29%~4.62%,CH_4-C和CO_2-C分别占堆体初始总有机碳的0.31%~0.41%和20.70%~30.98%。各处理单位质量堆肥的总温室气体排放量(CO_2基础)为241.20~257.36g/kg。【结论】牛粪堆肥过程中,增加堆体规模能降低总温室气体排放量。     

黑龙江省农业温室气体排放量的估算研究及低碳农业发展建议

农业生产过程产生的温室气体在全球温室气体排放总量中占有较大比例,黑龙江省作为中国重要的农业大省,其农业温室气体排放的估算分析,对实现农业低碳减排具有重要意义。基于2005-2015年黑龙江农业生产数据,估算了农业生产过程中主要排放源CH_4和N_2O排放量,并提出了低碳农业发展的规划建议。结果表明:2015年,黑龙江省农业温室气体排放总量已上升至117.845万t,其中养殖业温室气体排放总量达51.967万t,主要来自反刍畜禽肠胃道内发酵CH_4排放,以及畜禽粪便管理过程CH_4和N_2O的排放,分别达到了48.527万、2.058万和1.382万t;种植业温室气体排放量达65.878万t,主要来自水稻种植CH_4排放,以及农业种植土壤本底和施肥N_2O的排放,分别达到了61.949万、2.764万和1.165万t。     

马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究

【目的】探索马占相思Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律,确定最佳观测时间。【方法】采用静态箱-气相色谱法,对华南地区马占相思人工纯林土壤3种温室气体CO_2、CH_4、N_2O通量进行连续观测。【结果】马占相思人工林土壤3种温室气体具有明显的日变化特征,马占相思人工林土壤为CO2和N2O的排放源及CH_4的吸收汇,其通量日变化幅度分别为:401.33~555.59 mg·m~(-2)·h~(-1)、24.50~34.72μg·m~(-2)·h~(-1)和-10.96~-41.88μg·m~(-2)·h~(-1)。地表CO_2、CH_4通量和5 cm深土壤温度呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)相关,地表N_2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析,综合考虑3种温室气体以及取样的可操作性,华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为09:00时左右。     

重庆市畜牧业温室气体排放量评估

畜牧业已经成为全球温室气体的主要排放源.通过开展重庆市畜牧业温室气体排放量估算及评价,结果表明,重庆市畜牧业温室气体的排放量受畜牧养殖t影响;牛是重庆市畜牧业温室气体排放中的关键排放源,对温室气体的排放贡献最大,其次是猪;农户散养反刍动物肠道发酵甲烷排放量比规模化饲养的排放量高.通过提高畜牧业养殖规模化率、减少反刍动物肠道发酵甲烷排放、合理利用畜禽粪便以及植树造林增加碳汇吸收等方法可有效减少畜牧业温室气体排放.     

农业废弃物还田对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响

【目的】研究牛粪、鸡粪、玉米秸秆与化肥配施还田,对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响。【方法】采用静态箱法,试验共设5个处理,分别为:空白对照,单施化肥,牛粪还田配施50%化肥氮(化肥中氮的质量分数为肥料中总氮量的50%),鸡粪还田配施50%化肥氮,秸秆还田配施90%化肥氮。除对照外各处理总施氮量为240kg·hm~(-2)。【结果】各处理中秸秆还田处理的CO_2平均排放通量及总排放量最高,分别达388.96 mg·m~(-2)·h-1和14 718.97 kg·hm~(-2),且追施氮肥明显增加CO_2的排放;单施化肥处理CH_4平均吸收通量及总吸收量最高,分别达0.042 mg·m~(-2)·h-1和1.36 kg·hm~(-2);单施化肥处理N_2O平均排放通量及总排放量最高,分别达0.153 mg·m~(-2)·h-1和5.75 kg·hm~(-2)。秸秆还田处理的全球增温潜势显著高于其他处理,牛粪还田处理较单施化肥处理全球增温潜势降低,但差异不显著。【结论】秸秆覆盖会增加黑土中的CO_2的排放,旱田土壤是大气中CH_4的重要吸收汇,有机无机肥配施对比单施化肥能减少土壤中N_2O的排放,各农业废弃物还田处理对大气变暖贡献程度不同。     

中国畜牧业温室气体排放现状及峰值预测

为了解近年来中国畜牧业温室气体的排放趋势,预测排放峰值,按照《省级温室气体清单编制指南(试行)》(2011)要求,根据中国2005—2015年畜禽饲养量,评估了中国2005—2015年畜牧业温室气体(GHG)的排放状况,并以欧盟、美国2013年的人均畜产品蛋白占有量为衡量指标,预估了中国畜牧业达到该水平时的年份以及该年份的温室气体排放量,作为中国畜牧业温室气体排放峰值。结果表明:2005—2015年中国畜牧业温室气体排放量的范围为4.06~4.52亿t CO_2-eq,总体呈现两次先降后升的趋势,最低点出现在2008年,最高点为2009年;2009年之后,中国畜牧业温室气体排放总量较为平稳。以2015年的数据为基础分析中国畜牧业温室气体排放的组成,肠道CH_4是主要排放源,所占比例为66.61%,粪便N_2O和CH_4排放比例分别为18.23%和15.16%;从畜禽种类来看,反刍动物(牛、羊)为主要来源,排放比例可达72.44%,猪和家禽所占的比例分别为19.22%和6.81%。因此,养牛业是中国畜牧业温室气体的主要排放源,其次为养猪业。就地域分布来看,2015年,中国畜牧业温室气体排放量居于前10位的省份呈现连片性。河南、四川、内蒙古、山东和云南居全国前列,是施行减排的重点区域;新疆和西藏地区也应作为CH_4减排的重点区域。对于中国畜牧业温室气体排放峰值而言,若要达到欧盟2013年的人均畜产品蛋白占有量水平,峰值出现在2034年,排放量为4.89亿t CO_2-eq,较2015年增长8.94%,年均增长率为2.90%;若要达到美国2013年的人均畜产品蛋白占有量水平,排放峰值则在2043年,排放量为5.10亿t CO_2-eq,较2015年增长13.53%,年均增长率为4.32%。     

吉林省农业温室气体排放核算及特征分析

分析了吉林省农业生产温室气体排放系数,对2000—2014年吉林省温室气体排放量进行了估算。结果表明:12000—2014年吉林省温室气体排放量由1 927.94万t增长到2 445.25万t,经历了快速上升、快速下降和缓慢上升3个阶段,目前吉林省正处于农业温室气体排放上升阶段,减排压力较大;22000—2014年吉林省温室气体中CH_4的排放贡献率为41.41%,N_2O的排放贡献率为58.69%;32000—2014年农用地N_2O是吉林省温室气体第一排放源,年均所占比重为46.32%,其他温室气体排放量从大到小依次为动物肠道CH_4、动物粪便管理N_2O和稻田CH_4,所占比重分别为29.83%、14.11%、10.41%。最后,依据吉林省温室气体排放量和结构特征,从农业生产角度提出了减排措施。     

1995—2014年中国农作物秸秆沼气化碳足迹分析

通过构建农作物秸秆沼气化利用潜力估算模型和秸秆沼气燃烧的碳足迹模型,对1995—2014年中国主要农作物秸秆资源量、秸秆沼气化潜力及其温室气体减排潜力进行计算,并分析了标准煤燃烧、秸秆直接燃烧及秸秆沼气燃烧的碳足迹,揭示了秸秆沼气化的减排效果。研究结果表明:1)1995—2014年秸秆资源量(含田间秸秆和加工副产物)年均值为7.55亿t。2)秸秆沼气化潜力巨大,若将其中37.5%的农作物秸秆沼气化,平均每年可产1 188.9亿m~3沼气,可替代约0.85亿t的标准煤。3)与秸秆直接燃烧碳足迹相比,秸秆沼气燃烧碳减排效果明显,1995—2014年秸秆沼气燃烧的碳足迹年均减少2.08亿t(CO_(2eq)),较秸秆直接燃烧减排46.8%。秸秆沼气化利用能够明显减少温室气体排放量,发展潜力巨大。     

2011年我国秸秆沼气化的碳足迹分析

【目的】研究秸秆沼气化利用过程中温室气体的排放,判断我国沼气事业的发展潜力。【方法】简述了碳足迹的内涵,构建了农作物秸秆产量和沼气潜力的碳足迹模型,确定了标准煤、秸秆直接燃烧、沼气燃烧的碳足迹参数,在此基础上计算了我国2011年的沼气潜力并对秸秆沼气化的碳足迹进行了分析。【结果】农作物秸秆直接燃烧的碳足迹参数为1.31kg/kg,标准煤燃烧产生的碳足迹参数2.63kg/kg,沼气燃烧减少的碳足迹参数为3.1kg/m3。2011年全国的农作物秸秆产量约为9.7亿t,若将其中36.4%的粮食作物、油料作物秸秆进行沼气发酵,则产生的沼气量为1 135.6亿m3,其沼气燃烧能够减少3.5亿t的CO2排放。【结论】秸秆沼气化利用能够明显减少温室气体的排放,其发展潜力巨大。     

福建省规模化畜禽养殖场沼气资源调查与分析

该课题研究的主要目的是通过对全省畜禽养殖业污染源普查,系统掌握福建省猪、牛、鸡三种畜禽养殖总量,通过典型调查,掌握猪、牛、鸡等畜禽的日食物量,通过动物的食物量测算出三种动物的畜禽粪便产生量,通过等值、等量换算方式得出如下结论:第一,2007年福建省猪、牛、鸡三种畜禽粪便产生量分别为猪1057.65万t、牛694 万t、鸡198万t,三种畜禽粪便产沼气潜力为11.11亿m3,其中规模养殖场沼气潜力为5.12亿m3.第二,大力发展"牧--沼--果(草、菜、烟)"循环农业模式既可开发沼气资源,又可以减少农业废弃物排放.     

双水压式玻璃纤维增强塑料沼气池工程技术与应用效益

介绍了BHZJ型双水压式玻璃纤维增强塑料户用沼气池的型体结构和发酵工艺技术,通过与传统水泥砖混户用沼气池运行效果的对比分析,表明该沼气池平均池容产气率0.381 m3·m-3·d-1、日均产气量2.30 m3,比常规传统沼气池分别提高了27.0％和27.8％,充分挖掘了户用沼气的发酵潜力,提高了户用沼气池技术应用的适应性和经济性.同时通过沼气利用效益的计算分析,结果显示,所产生沼气的年能源效益值为煤当量2.613 t·a-1、薪柴当量2.51t·a-1和减少生活能源消费开支1 251.6元·a-1,同时能源替代有效地减少温室气体排放,替代燃煤、薪柴对温室气体CO2的减排量分别为3.608 8 t·a-1和3.585 4 t·a-1,显示出良好的能源效益和生态环境效应.