中国农业温室气体减排潜力及其政策意涵

通过农业温室气体减排GTAP-E模型及其数据库构建,模拟了中国农业温室气体减排潜力及其政策意涵,其结论为:农业温室气体减排5%,我国GDP将降低0.059%,社会福利将提高11.6亿美元;水稻的价格上升22.08%,其他农作物价格上升2.9%;牛羊类的价格上升163.43%,猪禽类的价格上升0.57%,其他畜产品价格下降0.98%。农业温室气体减排5%降低了我国农产品在国际市场上的竞争力,使得农产品的出口大大下降,但是却提高了其他部门的出口,导致我国净出口增加了45.5亿美元,农业征收排放税的税收收入为223.11亿美元。     

农业减排温室气体的技术描述

大气中温气体含量的不断增加是影响今后气候变化的重要因素,如何减少温室气体的排放是当今世界各国十分关注的问题,本文根据当前我国农业生产及农村经济状况,研究了农业减排温室气体各种可能途径,并初步分析了各种途径的减排潜力及存在的问题,为我国政府及有关部门应因气候变化的决策工作提供依据。     

农业减排温室气体的技术措施

大气中温室气体含量的不断增加是影响今后气候变化的重要因素。如何减少温室气体的排放是当今世界各国十分关注的问题。本文根据当前我国农业生产及农村经济状况,研究了农业减排温室气体的各种可能途径,并初步分析了各种途径的减排潜力及存在的问题,为我国政府及有关部门应因气候变化的决策工作提供依据     

农业微环境对土壤温室气体排放的影响

二氧化碳（ＣＯ２）、氧化氮（Ｎ２Ｏ）、甲烷（ＣＨ４）等气体排放量的增加所引进的温室效应是全球变暖的主要促动因素。同时各种温室气体的产生和排放量也同样受其所处环境状况的影响与反馈作用研究各环境要素对土壤温室气体排放的主要影响机制是调节气候变化与温室气体排放循环反馈过程的关键环节,对减少温室气体排放、减缓全球变暖真挚具有较强的现实意义。阐述了土壤排放Ｎ２０、ＣＨ４对环境因素的影响,并提出温室气体减排措     

秸秆直接还田与炭化还田下土壤有机碳稳定性和温室气体排放潜力的对比研究

选取北方旱地和南方水田两种不同农业利用方式的土壤为研究对象,分别在旱地和水田设置了无秸秆还田(NR)、秸秆直接还田(SR)和秸秆转化为生物质炭还田(BR)三种处理,在作物收获后,采集对应处理的土壤通过室内培养对比研究了秸秆直接还田和生物质炭还田下土壤有机碳的稳定性及温室气体排放潜力的变化。研究结果表明:秸秆直接还田与生物质炭还田均可显著增加土壤有机碳和全氮含量,但不同处理下的土壤有机碳稳定性存在显著差异。从有机碳的矿化量和矿化率来看,生物质炭还田处理与秸秆直接还田处理相比,分别降低旱地、水田土壤矿化量的36.0%、21.5%和矿化率的47.0%、34.7%;水田与旱地相比,表观上水田矿化显著高于旱地土壤,但从土壤有机碳矿化率来看,水田土壤各处理均显著低于旱地土壤相同处理的19.0%、26.2%和9.2%。不同处理显著影响土壤N2O的释放,无论旱地还是水田土壤,与秸秆直接还田相比,施用生物质炭均显著降低土壤N2O的释放;进一步分析土壤产生的综合温室效应(GWP)表明,生物质炭还田下的GWP比秸秆直接还田显著降低39.6%和28.5%。因此,秸秆转化为生物质炭后还田可作为一项重要的农田土壤固碳减排措施进行秸秆利用。     

中国农业源温室气体排放与减排技术对策

农业是重要的温室气体排放源。该文通过对文献资料和大量研究结果进行分析,得出中国农业活动产生的甲烷和氧化亚氮分别占全国甲烷和氧化亚氮排放量的50.15%和92.47%,农业源占全国温室气体排放总量的17%;通过改善反刍动物营养可降低单个肉牛甲烷排放15%～30%;推广稻田间歇灌溉可减少单位面积稻田甲烷排放30%;一个户用沼气每年最大可减少温室气体2.0～4.1 t二氧化碳当量;推行缓释肥、长效肥料可减少单位面积农田氧化亚氮50%～70%。该文建议尽快开展减排技术示范,对减排技术的适应性和经济性进行评价。     

温室气体减排的土地利用经济机制与政策

农业是温室气体的主要排放源.就碳减排途径来看,在元素循环过程中增加土壤碳汇则更具有可操作性.通过农地转化将不适于耕作的农地退耕还林还草、控制水土流失可以减少我国的土壤碳储量损失,并使植物碳储量也得到增加.成本-收益分析表明,排放政策应以不妨碍经济增长、不减少农户收入为前提.实证表明,构建具有我国特色的温室气体减排的土地利用经济机制,其前提就是保证农民收入的稳定增长,才会具有较好的可操作性.建立完善的补偿机制是温室气体减排长效机制的基本保障.农业温室气体减排必须建立激励型生态补偿机制,从根本上提高农户温室气体减排的积极性.文章最后提出了温室气体减排的土地利用经济机制的相关配套措施.     

农村户用沼气CDM项目温室气体减排潜力

该文以湖北恩施州农村户用沼气池项目为例,利用《联合国气候变化框架公约》清洁发展机制理事会批准的方法学AMS-III. R 和AMS-I.C,分析了农村户用沼气池建设减少温室气体排放的潜力。项目位于湖北省西南部的贫困地区,涉及8个县市的33 000个农户。研究表明：户用沼气池的建设既能减少目前粪便管理方式造成的CH4排放,又能充分利用可再生能源, 减少化石燃料的使用和减少CO2温室气体排放, 预计每个农户可实现温室气体减排 1.43～2.0 t二氧化碳当量,整个项目实现年减排温室气体 58 444 t二氧化碳当量。     

加拿大制订减排温室气体的环保计划

加拿大政府13目公布了一项耗资100亿加元(1美元约合1．24加元)的环保计划，以保证2012年达到《京都议定书》所规定的温室气体减排目标。     

农业微环境对土壤温室气体排放的影响

二氧化碳(CO     

Isolating the effect of soil properties on agricultural soil greenhouse gas emissions under controlled conditions

Agricultural soils are important sources of greenhouse gases (GHGs). Soil properties and environmental factors have complex interactions which influence the dynamics of these GHG fluxes. Four arable and five grassland soils which represent the range of soil textures and climatic conditions of the main agricultural areas in the UK were incubated at two different moisture contents (50 or 80% water holding capacity) and with or without inorganic fertiliser application (70 kg N ha⁻¹ ammonium nitrate) over 22 days. Emissions of N₂O, CO₂ and CH₄ were measured twice per week by headspace gas sampling, and cumulative fluxes were calculated. Multiple regression modelling was carried out to determine which factors (soil mineral N, organic carbon and total nitrogen contents, C:N ratios, clay contents and pH) that best explained the variation in GHG fluxes. Clay, mineral N and soil C contents were found to be the most important explanatory variables controlling GHG fluxes in this study. However, none of the measured variables explained a significant amount of variation in CO₂ fluxes from the arable soils. The results were generally consistent with previously published work. However, N₂O emissions from the two Scottish soils were substantially more sensitive to inorganic N fertiliser application at 80% water holding capacity than the other soils, with the N₂O emissions being up to 107 times higher than the other studied soils.     

中国农村可再生能源技术应用对温室气体减排贡献的研究

该文以国内外温室气体减排和能源领域的相关研究为基础,根据中国农村可再生能源技术特点,研究提出了适于农村可再生能源特点的燃料燃烧温室气体排放系数和粪便管理CH₄排放系数,以及CO₂和CH₄减排量的计算公式,并分析了农村可再生能源技术对减排温室气体的贡献。     

中国农业氨排放的时空演变趋势与减排潜力分析

中国雾霾成因比发达国家更为复杂,人为源氨气(NH_3)污染是中国PM2.5指数被持续推高的重要因素,却一直被全社会所忽视。已有研究表明,人为源NH_3排放主要来自农业,农业NH_3减排是雾霾治理最经济有效的方法,因此,研究中国农业NH_3减排潜力对中国控氨治霾具有重要现实意义。本文基于各类统计年鉴和研究成果中的相关数据,参考《大气氨源排放清单编制技术指南(试行)》,构建农业NH_3减排潜力分析模型,应用排放因子法和情景分析法,测算并分析了中国2004—2013年农业NH_3排放演变和2020—2030年农业NH_3减排潜力。结果表明:1)2013年中国农业NH_3排放总量为1 193.92万t,比2004年增长18.59%。2)农业年NH_3排放总量在60万t以上的省市,2004年有河南、山东、河北和内蒙古4省,到2013年演变为河南、内蒙古、河北、山东、新疆和四川6省。3)趋势照常情景(business-as-usual,BAU)下,2020年、2025年和2030年中国农业NH_3排放将比2013年分别提高15.26%、23.60%和30.23%。4)减排情景下,2020年、2025年和2030年的中国农业NH_3排放将比BAU情景分别减少319.40万t、501.31万t和660.40万t,将比2013年分别下降11.49%、18.39%和25.08%。5)未来中国农业NH_3减排的关键取决于中国居民消费畜禽产品的数量和结构,其次是中国畜禽养殖的饲料营养水平改变。6)未来中国农业NH_3减排重点区域在河南、山东、河北、内蒙古和四川。由此可见,BAU情境下未来中国农业NH_3排放将失控,未来中国农业NH_3减排必须从大力削减重点区域排放和加速转变居民畜禽产品消费行为两方面入手。     

不同农业废弃物还田对土壤碳排放及碳固定的影响

在玉米生长季,采用静态箱法,在氮磷钾等养分量(N 240kg/hm~2,P2O5100kg/hm~2,K2O 120kg/hm~2)的条件下,研究秸秆、牛粪、鸡粪与化肥配施还田,对土壤CO_2排放及碳固定的影响。研究结果表明:施肥促进土壤CO_2排放,其中100%秸秆粉碎还田配施化肥(S1)对土壤CO_2排放的促进作用最为明显,平均排放通量达389.0mg/(m~2·h);其次为单施化肥(S4)。S1、S2、S3和S4处理在6,7,8三个月份CO_2平均排放通量表现为S4S1S3S2,分别占整个生长季排放总量的80.1%,78.9%,78.8%和83.7%,表明单施化肥处理(S4)在玉米生长旺季CO_2排放通量最高达624.9mg/(m~2·h)。各施肥处理在玉米生长季出现2个CO_2排放高峰阶段,与2次氮肥(尿素)追施密切相关,2次追施氮肥后CO_2排放通量平均值均表现为S4S1S3S2,表明用农业废弃物中的氮部分代替化肥氮,可减少CO_2排放量。50%牛粪有机氮还田配施50%化肥氮(S2),能明显提高土壤有机碳含量。50%鸡粪有机氮还田配施50%化肥氮(S3)可明显提高玉米各器官及植株含碳量,其中S3处理植株含碳量最高为9.59t/hm~2,促进玉米碳固定;而100%秸秆粉碎还田配施化肥氮(S1),并不能提高玉米各器官及植株含碳量,甚至低于单施化肥(S4)。     

不同农业管理措施对华北地区麦田温室气体排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对华北地区4种农业管理措施下的小麦农田生态系统温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)的排放通量进行了观测,并对其综合增温潜势进行了估算。结果表明,麦季农田土壤是N_2O和CO_2的排放源,CH_4的吸收汇。与秸秆不还田(SN)相比,秸秆还田(SR)显著提高了CO_2和N_2O的排放量,但增加了CH_4的吸收量。通过施用新型肥料(SRC)或采用氮肥条施(SRR)的施肥方式,可以降低22.4%~35.5%的N_2O排放量,并增加9.3%~44.2%的CH_4吸收量。尤其是SRR可以抵消由于秸秆还田引起的N_2O增排。4种管理措施下的麦田是大气总温室气体的吸收汇,在秸秆还田基础上施用新型氮肥品种或采用氮肥条施的施肥方式,能够达到温室气体减排,且增产增效的效果。     

机动车燃用生物质气化气的行驶与排放特性

分别以生物质空气气化气和富氧气化气作为机动车燃料,从行驶和排放特性2个方面进行了试验研究。结果表明：相同条件下,燃用生物质空气气化气行驶里程是富氧气化气的1/3,燃用生物质富氧气化气的行驶里程是天然气的1/3;燃料（气体组分）变化对机动车尾气中一氧化碳排放影响较小,过量空气系数对一氧化碳的排放量具有决定性作用;以生物质空气气化气作为发动机燃料时,碳氢化合物排放量较低,以生物质富氧气化气作为发动机燃料时,碳氢化合物排放量较高,但排放趋势相似;燃料（气体组分）变化对氮氧化物排放起决定性作用;而温度是影响热力型氮氧化物排放的主导因素。生物质气化气是一种清洁、可再生的代用燃料。     

华北平原农田温室气体排放与减排综述

华北平原作为典型的冬小麦-夏玉米轮作高水肥精细管理农田,高水高肥管理下其碳排放量高于秸秆还田的固碳量,其生态系统正在以每年77 g(C)×m~(-2)·a~(-1)的速度损失碳。华北平原农田400 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)的过高氮素投入是造成其碳排放增加的主要原因,其土壤N2O排放强度在氮肥施入量为136 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)时最低,且在施氮量为317 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)时可获得最高作物产量。华北平原土壤中温室气体的产生和消耗主要发生在0~90 cm土壤剖面内,90 cm土层主要作为土壤包气带中的缓冲层而存在。当前降低华北平原农田温室气体排放除了合理施肥和灌溉,还需要改变固有的农作制度,实行减免耕等保护性措施,并将减排和固碳同步进行。对华北平原温室气体净排放研究,今后需在以下几个方面加强:1)在地-气之间加强冠层尺度温室气体的原位连续在线监测研究,并将稳定性同位素技术应用到此研究中以达到追踪其来源和比例构成的目的。2)在土壤包气带中,利用稳定性同位素技术探索土壤空气中温室气体的来源比例,探索剖面土壤温室气体产生和消耗对土壤-大气界面温室气体排放的响应机制。3)将模型研究应用于土壤-大气连续体温室气体排放研究。     

生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放

为揭示不同水平生物质炭输入对稻田土壤理化性质、水稻产量及温室气体排放的影响,采用自制竹炭在4种不同施用水平下(0、10、20、40 t/hm2)输入稻田土壤,开展了水稻一个生长周期的田间试验。结果表明,生物质炭输入可显著提高土壤p H值和有机碳含量(P0.05),且有机碳含量增幅与生物质炭施用水平呈正比(相关系数为0.78,P0.01)。生物质炭施用可显著降低土壤容重(P0.05),最大降幅为0.25 g/cm3,土壤容重随着生物质炭施用量的增加而降低。不同处理水稻产量无显著性差异(P0.05)。CH4累积排放量与生物质炭施用量呈负相关性(相关系数为-0.24,P0.01),投加生物质炭可显著降低稻田CH4排放通量和累积排放量(P0.05),但过量施用生物质炭(超过20 t/hm2)并不能显著降低CH4累积排放量(P0.05)。相比对照处理(不输入生物质炭),生物质炭输入后一周内可显著性降低N2O排放通量(P0.05),并在排水烤田时升高,最终稳定于9.80 mg/(m2·h)。生物质炭输入可显著性降低N2O累积排放量(P0.05),但不同水平生物质炭输入处理之间差异不显著(P0.05)。该试验条件下,生物质炭施用量为20 t/hm2时可实现稻田稳产和固碳减排目标,该研究可为太湖地区苕溪流域稻田增汇和温室气体减排提供参考。     

可持续发展目标下农作物秸秆收集运输的碳减排优化分析

在可持续发展目标下,加强农作物秸秆的回收利用是解决农村地区资源浪费和环境污染问题的重要途径。该研究以在方形区域收集秸秆的生物质电厂收集运输系统为研究对象,着重从碳减排视角构建秸秆收集运输模型,优化求解运输排放外部成本最小的收储点个数与回收距离。通过与不同收集系统的对比分析,综合评价所建系统在经济、环境、效率方面的优势以及与可持续发展目标的联系,提出推动秸秆资源低碳回收和高效利用的政策建议。基于河北省统计数据的研究结果显示：河北省秸秆资源丰富,绝大部分地区已具备良好的收集条件,仅廊坊、沧州、唐山的资源供需匹配度较低;所建系统在电厂外围安置12个收储点,没有收集盲区,避免了资源浪费,收集效率提高18.75%,碳排放外部成本减少83.98%,环境问题得到有效控制;此外,该系统还为环境保护、减少贫困、公共卫生和资源利用相关的10个可持续发展目标提供了多维度支撑。该研究设计的高效收集运输系统,提供了生物质能开发的低碳路径,对进一步构建农村生物质循环供能的闭环供应链一体化系统工程、推动农村地区的农业现代化和可持续能源发展,具有十分重要的理论和现实意义。     

农作物秸秆在循环经济中的综合利用

针对中国主要生物质资源——农作物秸秆产业一直处于高消耗、高污染、低产出的现状,在对中国秸秆资源与利用状况调研的基础上,分析了秸秆利用技术现存问题,提出了解决的办法,以期为中国社会主义新农村建设中秸秆资源的高效利用乃至生物质技术的开发提供有益的帮助,为节约型社会和循环经济的推进做出贡献。