减缓大气温室气体的方案和措施

如何减缓当前大气温室气体的过快增加,防止温室效应引起的负面影响,提出了减缓温室气体的理论依据,原则,方案及各种措施。     

静态箱法测定旱地农田温室气体时密闭时间的研究

应用自动观测装置对华北平原冬小麦田典型天气条件下密闭箱内气体排放通量进行了连续测定,分析了不同气体排放通量的变化过程,研究了密闭时间对其产生的影响.结果表明：测定CO2的密闭时间应不超过25min,测定N2O的密闭时间以15～30min为宜,测定CH4的密闭时间应在30min以内.此结果对静态箱法测定农田温室气体具有重要的参考价值.     

除草剂对土壤温室气体排放的影响

试验设对照、尿素、尿素＋草甘膦和尿素＋丁草胺4个处理,尿素氮用量为200mg·kg-1干土,除草剂用量为10mg有效成分·kg-1干土。在实验室恒温培养条件下,研究除草剂对菜田土壤温室气体排放的影响。结果表明,菜田土壤中施用氮肥显著增加了温室气体N2O、CO2和CH4的排放。尿素氮肥中添加草甘膦显著抑制N2O、CO2的排放,分别比尿素处理降低48.4%和20.2%;添加丁草胺显著抑制N2O排放,比尿素处理降低23.2%,对CO2排放略有减少但不显著;草甘膦和丁草胺对CH4排放都无明显影响。这说明除草剂对土壤温室气体的排放具有显著影响,但不同除草剂品种的效应也存在明显差异。因此,在农田温室气体排放估算时应考虑除草剂的施用对温室气体减排所产生的效果。     

寒区温室型犊牛舍的设计与应用效果

为了给寒区犊牛提供适宜的生存环境,该文设计并建造了一种温室型犊牛舍。以传统犊牛舍为对照,对其温热环境和空气质量进行了测定和评价。结果表明：在舍外平均气温为-17.3℃、相对湿度为68%的条件下,犊牛岛休息区、温室型犊牛舍和传统犊牛舍内的平均气温分别为0.9、-0.7和-4.5℃,平均相对湿度分别为65%、59%和95%,平均内表面温度分别为5.7、0.8和-5.9℃;温室型犊牛舍和传统犊牛舍的CO2质量浓度分别为2 441和3 096 mg/m3,NH3质量浓度分别为0和3.9 mg/m3,1～60 d犊牛的发病率分别为33.33%和71.43%,1～60 d犊牛的死亡率分别为0和28.57%。温室型犊牛舍外围护结构保温隔热性能的提高、通风换气系统的完善、犊牛岛休息区的设置,缓解了寒区犊牛舍冬季保温与通风换气的矛盾,为犊牛创造了更加舒适的生存环境,该研究为高产奶牛的培育奠定了基础。     

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。     

温室CO2气体浓度环境自动调控系统的研究

为了改善现代温室内气体环境的质量,提高温室的生产产量和产品品质,介绍一种新型温室CO2浓度自动调控系统,并运用射流理论,分析研究了系统的设计原理和方法,对系统的工作性能也作了相应的对比实验研究,结果表明该系统具有结构简单、自动控制性能好、造价低、运行经济可靠、补充CO2速度快、CO2浓度和气体流速分布均匀、增产效果和经济效益明显等特点.     

堆肥处理蛋鸡粪时温室气体排放与影响因子关系

为了解动物废弃物(蛋鸡粪)的温室气体排放与影响因子之间的定量关系，在2001年9月25至10月24，将4种堆肥处理方式的蛋鸡粪装入密闭箱式堆肥处理系统，然后通过箱的特定出口抽取气样并测定二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)的浓度。结合其处理系统获得的温度、湿度、风速、有机质含量等实测数据，我们可以得出：在负压通风的条件下，二氧化碳的排放通量非常大，它与温度密切相关；甲烷的排放通量数值较少，这与鸡粪内部的氧气含量有很大关系；在有氧状况下，氧化亚氮主要来源于硝化。     

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     

旱地土壤温室气体排放影响因子及减排增汇措施分析

农田既是主要的温室气体排放源之一,也是潜在的碳汇。本文分析了影响农田土壤特别是旱地农田土壤中二氧化碳和氧化亚氮排放的主要影响因子,包括土壤温度、土壤水分、土壤特性以及施肥与耕作等人为因素;提出了施用有机肥、合理施用氮肥、保护性耕作、秸秆还田、使用抑制剂等农业土壤减排增汇的主要措施,并对其操作和实施的可行性进行了剖析。     

农田土壤温室气体排放机理与影响因素研究进展

根据近几年国内外相关文献，对农田土壤中二氧化碳，甲烷与氧化亚氮排放相关机理及影响因子进行了归纳，并介绍了动物废弃物施用于农田土壤所导致的温室气体排放的变化情况，同时还对一些与土壤温室气体排放影响因素有关的定量模拟方程进行了介绍。     

应用预抽真空采样提高田间自动采气精度

为了提高农田温室气体自动采样精度,该文比较了田间自动连续测定系统观测温室气体通量过程中实际管道直接采样与预抽真空采样的差异,结果表明:管道预抽真空采样能显著减少分析时的样品量,缩短采样时间和减小采集气样与源气样的差异,提高了采样的精度.因此,预抽真空采样能显著提高农田温室气体自动观测的精度.     

冬季堆肥中翻堆和覆盖对温室气体和氨气排放的影响

为明确冬季条垛堆肥过程中温室气体排放规律和主要影响因素,以猪粪和玉米秸秆为原料,研究了冬季条垛式堆肥过程中翻堆和覆盖作用对温室气体和氨气排放的影响。试验结果表明,在冬季堆肥高温期能维持2周以上,达到良好的卫生化效果;而在腐熟期堆体温度迅速下降,微生物活性停滞,堆肥腐熟进程受抑制。初始总有机碳的0.14%～0.76%以CH4损失,NH3和N2O的挥发则分别占到了初始总氮的10.3%～29.5%和0.81%～3.93%。数据分析结果显示,翻堆能够显著减少堆肥化过程中N2O和CH4排放,但增加NH3的排放。覆盖能够减少NH3的挥发,增加甲烷的排放,对N2O排放的影响不显著。     

二氧化锰对微好氧堆肥腐熟、温室气体及臭气排放的影响

为探究锰矿物添加对微好氧堆肥过程腐熟、温室气体和臭气排放的影响,以由厨余垃圾、水稻秸秆、羊粪和尾菜组成的多元混合物料堆肥为研究对象,共设3个处理,采用间歇通风方式,将通风速率为0.14 L/（kg·min）设置为好氧堆肥对照（CK）,速率为0.06 L/（kg·min）为微好氧处理（T1）,添加二氧化锰（MnO₂）的微好氧处理为T2。结果表明：多元废弃物好氧或微好氧堆肥在堆制70 d后均能腐熟,但T2处理腐熟度显著高于T1。微好氧处理T1、T2减少了26.47%～30.29%的NH₃和33.19%～38.60%的N₂O的排放,总温室效应减少了29.26%～31.38%。臭气的排放集中在前14 d,T1、T2处理的H₂S和VOCs的释放量显著增加了320.35%～501.04%和39.82%～53.63%。因此,微好氧堆肥可达到减排目的,但却加剧臭气的排放;MnO₂可提高促进堆肥腐熟,降低温室气体和臭气的排放。     

规模化奶牛场温室气体排放量评估

为了对组织层次上温室气体排放进行量化,为企业选择最有效的减排措施提供依据。该文以河北保定一规模化奶牛场为案例,利用气候变化框架公约（UNFCCC）清洁发展机制理事会批准的相关方法学、IPCC排放系数法及相关文献,在组织层次上量化了该奶牛场运行过程中的温室气体的排放与清除。案例研究结果表明,采用规模化运行管理方式及粪便管理系统时,该2 300头存栏的奶牛场年排放温室气体为11 333.2 t CO2-e或者说每头存栏奶牛年排放温室气体 4.9 t CO2-e,并提出了组织温室气体的减排建议。这对同类牛场温室气体排放量的评估具有参考意义。     

Use of a greenhouse as an open chamber for canopy gas exchange measurements: Methodology and validation

Measurements of whole-canopy gas exchange - of CO₂ and H₂O - are important for agricultural and ecological reasons. The objective of this study was to investigate the use of a full-size greenhouse as an open-chamber system for measuring canopy-scale gas exchange. Measurements were validated by comparison with gas exchange scaled up from leaf- and plant-level measurements. Leaf-level measurements used a conventional hand-held cuvette gas exchange system at many points in the greenhouse. The experiments were done in a greenhouse with an area of (15 × 24) m² in which a pepper crop was grown. Within the canopy photosynthetic activity and transpiration changed with height, as expected. In addition, it was shown both theoretically and experimentally that in the absence of air mixing within the chamber, gradients of CO₂ and H₂O developed along the airflow direction. Theoretical estimates of the gradients were in good agreement with measured values. In spite of the gradients, canopy photosynthesis and transpiration could be estimated relatively accurately. For instance, the values of canopy photosynthesis and transpiration, during the course of the day, as measured with the open-chamber approach, were in good agreement with mean values obtained from measurements on individual leaves. However, transpiration values obtained both from open-chamber measurements and from individual leaves were generally a little lower than those obtained with lysimeters.     

覆盖及堆积高度对肉牛粪便温室气体排放的影响

为了研究覆盖对不同堆积高度肉牛固体粪便温室气体（N2O、CH4和 CO2）排放量的影响,试验采用静态箱的方法研究了20和40 cm堆积高度时覆盖或者不覆盖情况下肉牛粪便温室气体的排放量。结果表明,堆积40 cm的牛粪CH4的累积排放量显著高于20 cm处理,而N2O和CO2累积排放量显著降低。覆盖显著增加了牛粪N2O的排放量和40 cm高度牛粪的CH4排放量,降低了40 cm高度牛粪CO2的排放量,而对20 cm高度牛粪CH4和CO2排放无显著影响。根据CH4和N2O在100 a 尺度上相对CO2的全球增温潜势计算出综合温室效应,无覆盖处理的20和40 cm牛粪的综合温室效应分别为(101.07±6.28）和(94.67±3.29)g/kg,覆盖处理的20和40 cm牛粪的综合温室效应分别为(104.20±6.78)和(103.43±3.21)g/kg,堆积高度为40 cm且无覆盖的综合温室效应最小。     

牛粪堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响

为明确堆肥过程中温室气体和氨气排放规律以及产生的总温室效应,在云南省大理州开展堆肥试验,并以奶牛粪便为试验材料,研究了农民堆肥(FC)、覆盖堆肥(CC)、覆盖-翻堆堆肥(CTC)和覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)4种堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响。结果表明:覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)可提高堆肥腐熟度,有效降低CH4和N_2O排放,但并没降低CO2和NH_3排放;与农民堆肥(FC)相比,覆盖堆肥(CC)的CH4排放量增加了48.7%,而N2_O和NH3排放量与农民堆肥(FC)基本一致;覆盖-翻堆堆肥(CTC)虽然提高了腐熟度,但CH_4、CO_2和NH_3排放量较大;堆肥结束时,4个处理的总温室效应分别为25.6、32.9、38.1及18.0 kg/t;温度与CH_4、CO_2、N_2O和NH_3排放速率均极显著相关,pH值显著影响N_2O和NH_3的排放。因此,覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)不仅能够满足堆肥产品的腐熟度要求,而且能够减少总温室效应,再加上其操作简便,能够在生产中推广应用。     

不同有机物料还田对农田系统净温室气体排放的影响

农业有机物料的循环利用不但能解决自身对环境的污染问题、为农田提供养分,而且对增加土壤碳库、减少温室气体(GHG)排放和应对气候变化也发挥着重要作用。该文选用来自5个涉农系统的有机物料(秸秆、沼渣、菌渣、酒渣和猪粪)进行还田,以单施化肥为对照,基于田间定位试验,研究不同有机物料还田对农田土壤碳库、土壤温室气体排放的影响,在此基础上采用土壤碳库法对农田系统净温室气体排放(NGHGE)进行综合评价。2013-2015年的结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田均不同程度地提高农田土壤固碳能力,2013-2015年平均提高0-20cm土壤碳储量63.52%,其中秸秆、沼渣、菌渣、酒渣和猪粪分别比无机肥提高33.13%、86.34%、75.97%、52.66%和69.48%,来自农田系统外的几种有机物料还田效果优于秸秆,更有利于土壤碳储量的增加。2)除秸秆外,有机物料还田均不同程度地增加土壤温室气体排放,与无机肥对照相比,土壤增温潜势(GWPsoil)平均增幅达到67.23%,其中,沼渣、菌渣、酒渣和猪粪处理的土壤GWPsoil分别比秸秆还田处理高30.23%、27.84%、62.10%和52.55%,秸秆还田低于酒渣和猪粪处理(P0.05)。3)各处理的NGHGE均为正值,代表各处理均为温室气体的源,但是,除了菌渣还田处理的NGHGE高于无机肥之外,其他有机物料还田的NGHGE显著低于无机肥处理(P0.05),秸秆、沼渣、酒渣和猪粪的NGHGE分别比无机肥低52.78%、56.30%、54.19%和90.35%,说明猪粪、沼渣和酒渣经过农田系统外循环后还田之后减少温室效应效果优于直接还田的秸秆。综合显示,农业有机物料的循环利用有利于土壤碳储量的增加,除了菌渣之外,猪粪、沼渣、酒渣和秸秆还田虽均增加了土壤温室气体排放,综合土壤固碳和排放,整个农田系统的净温室气体排放还是减少了。     

旱地测土配方施肥温室气体减排碳交易量核算

碳排放交易是促进全球温室气体减排,减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制。测土配方施肥对于减少中国集约化农业生产区化肥施用量,减排温室气体(greenhouse gas,GHG)具有重要作用。该研究按照碳交易方法学的基本流程,撰写了基于DNDC(denitrification-decomposition)模型的测土配方施肥减排GHG的碳交易计量方法,并以山东省桓台为例,测算了该县实施测土配方施肥减排GHG的可交易碳贸易量。主要结论有1)桓台县麦-玉轮作系统施肥存在着氮、磷过量,钾基本适度的现象,氮、磷、钾平均施肥量达到了515.1、289.5和145.7 kg/hm2。2)山东省桓台县麦-玉轮作系统实施测土配方施肥可交易的碳贸易量为26 485.8 t(以CO2当量计,下同),其中农田减排占35.3%、氮肥生产减排占58.3%、磷肥生产减排占6.8%、钾肥增加排放0.01万t,占-0.4%。各个乡镇由于耕地面积及施肥量的不同,减排量存在一定的差异。3)按照2016年3月深圳碳交易市场中国核证减排量价格计算,桓台县实施农田测土配方施肥GHG减排项目可实现总收入1 286.4万元,满足小型碳交易项目要求。4)以DNDC模型为主要计量工具的测土配方施肥碳交易方法学,可以实现县域或更大区域实施测土配方施肥减排碳交易量核算,对未来测土配方施肥GHG减排碳交易项目的实施具有重要意义。     

运用生命周期评价方法评估奶牛养殖系统温室气体排放量

准确评估奶牛养殖系统温室气体排放量是寻求有效减排措施和引导奶牛养殖业低碳发展的基础。该文应用生命周期评价方法,结合中国奶牛养殖业现状,建立了奶牛养殖系统温室气体排放量评估方法;并以此方法分析了西安郊区典型的规模化奶牛场的奶牛养殖系统温室气体排放特点和排放量。结果表明,该奶牛养殖系统主要的温室气体排放环节是奶牛肠道发酵CH4排放、饲料生产与加工、粪便贮存,其排放量分别占整个系统的48.86%、18.97%和16.39%。主要排放的温室气体是CH4、N2O,排放量分别占整个系统的55.56%和26.9%。该奶牛养殖系统每生产1kg按脂肪和蛋白质纠正的原奶(FPCT)的温室气体排放量(以CO2当量计)为1.52kg,低于全球平均的混合饲养模式原奶生产的排放量,而高于欧洲国家原奶生产的排放水平,说明减排潜力还很大。通过改善饲料、改进粪便管理模式和肥料田间管理等措施均能够减少单个环节的温室气体排放量,而不同措施对整个系统减排的贡献率还应通过生命周期评价方法进行分析。因此,建议开展不同减排措施下的生命周期评估,以获得对系统减排更有效的措施。