发展低碳农业及农业源温室气体减排探究

当今世界各国为了应对气候变化,制定了低碳经济发展的战略目标以及发展对策,农业生产也是其中的重要部分,发展低碳农业,探寻相应的技术和农业源温室气体减排措施已经成为当务之急。该文阐述了低碳农业产生的背景、其概念和内涵、国内外低碳农业技术研究与应用的实例,以及安徽省发展低碳农业的现状,并总结归纳出发展低碳农业及实现农业源温室气体减排的主要做法与措施。     

从国际经验看中国农业温室气体减排路径

2020年,中国提出“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”。当前农业温室气体减排蕴藏着巨大潜力,是确保碳达峰、碳中和目标实现的重要支撑。本文明确了农业需要减排甲烷、氧化亚氮等温室气体,并分析了农业温室气体的主要成因以及中国农业温室气体减排在宏观、产业、微观上面临的挑战。在介绍发达国家及联合国粮农组织在温室气体减排的举措和经验后,指出中国农业温室气体减排具体路径的方向,包括绿色生物制造、种业基因编辑、垂直农业、植物蛋白、精准农业、农业大数据等,这些方向可以实现经济效益和绿色发展的共存,可以更大程度、更为持久地动员市场主体参与到农业温室气体减排活动中。     

中国主要农业源温室气体排放及减排对策

近年来温室气体的大量排放以及由此造成的全球气候变暖引起了人们的广泛关注,减缓温室气体排放已成为一个急需解决的问题.CO2、CH4和N2O是几种主要的温室气体,在全球变暖中起着非常重要的作用.农业生产活动是温室气体CH4和N2O最重要的排放源之一,本文从减少水稻田和反刍动物CH4气体排放、利用农业有机废弃物进行CO2气体施肥以减少秸秆燃烧和畜禽粪便随意堆置过程中CH4和N2O排放以及调整农田氮肥施用方法减少土壤N2O排放等几个方面总结了在中国农业生产过程中可以减缓温室气体排放的一些措施,以期在这些方面为中国温室气体减排和缓解全球气候变暖作出积极的贡献.     

县域农业温室气体排放特征及低碳农业发展研究——以浙江省桐庐县为例

建设农业强国,生态低碳农业是未来发展的方向,在实现“碳达峰”“碳中和”目标的大背景下,分析了桐庐县农业温室气体排放的特征和探讨了低碳农业发展的策略,为实现农业节能减排和制定农业绿色低碳发展政策提供理论依据。结果表明：桐庐县的农业温室气体排放总体呈下降趋势,种植业的排放量是畜禽养殖业的3.2倍,农用地N₂O排放量的比重最大;其中,化学氮肥产生的N₂O是第一大排放源,水稻种植产生的CH₄是第二大排放源,由生猪养殖引起的CH₄和N₂O是第三大排放源。农林牧渔业的温室气体排放强度在0.303～0.346 t CO₂-eq/万元之间。县域农业温室气体排放量受节能减排政策和农业面源污染治理措施的影响较大,“肥药双减”“非粮化”“非农化”整治和生猪稳产保供等政策措施在很大程度上影响了桐庐县的节能减排效果。化肥减量增效、稻田施肥管理、农用地耕作制度优化、高标准规模养殖场建设和畜禽粪污资源化利用是未来桐庐县绿色低碳农业发展的方向和重点。     

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。     

对农业温室气体(GHG)减排潜力的几点看法

[目的]探讨农业温室气体（GHG）减排潜能与可持续发展。[方法]通过引用联合国政府间气候变化委员会评估报告相关数据,从减排技术潜能和减排经济潜能2个方面对农业GHG（主要包括CO2、CH4、N2O）的减排潜力及其影响因素进行分析与评价,并对农业GHG减排技术与前景进行评价与展望。[结果]农业GHG减排大约89%的潜能将来自土壤碳鏊合作用;农业GHG减排成本大约是0~27美元/t CO2-EQ;多数减排方案强调对现有技术的再利用,使其在不同领域得到广泛推广,同时注意加强可行的新型技术的研究与开发。[结论]即使农业GHG的排放与日俱增,但从长远角度看,农业GHG减排的潜力巨大。当前需要关注是,要确定气候变化、可持续性发展、改善环境质量三者的协同作用。     

重庆市农业温室气体减排潜力分析

农业是重要的温室气体排放源。通过对文献资料和大量研究结果进行分析,得出重庆市农业活动产生的温室气体减排空间巨大。通过推广稻田间歇灌溉可减少稻田甲烷排放15.07万t,约为当前排放量的30%;一个户用沼气每年最大可减少温室气体2.0～4.1t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1 744.65 t,约为当前排放量的50%。     

农业生产的温室气体排放研究进展

农业生产是人类最重要的生产活动，是人类生活资料最根本的来源，特别是现代农业的发展，使农业生产力水平大幅度提高。但农业生产活动改变了地表大气、土壤和生物之间的物质循环和能量流动，也带来了一系列环境问题。本文着重阐述农业生产活动对大气CO2、CH4、N2O等温室气体的贡献，并通过对稻田生态系统、旱田生态系统、农业生产废弃物以及饲养业对温室气体CO2、CH4、N2O的产生、传输影响因子的综合分析，进一步了解农业生产与全球温室气体浓度增加之间的关系，及其在全球气候变暖中所起的作用，从而采取一系列相关措施来减少温室气体的排放。     

禽畜粪便堆肥温室气体排放及其控制研究进展

好氧堆肥是禽畜粪便资源化利用的重要手段,堆肥过程中,随着有机质降解,腐殖质形成,会释放出大量的CO₂、CH₄、N₂O等气体,不仅会造成堆肥肥效下降,还会造成严重的温室效应,如何在堆肥过程中保留住碳氮元素,增强肥效,保护环境,已成为众多学者研究的重点。本文综述了堆肥过程中温室气体CO₂、CH₄、N₂O的排放规律,总结了堆肥过程中温室气体减排的措施,并对堆肥中温室气体减排做了展望。     

沼液施用对土壤温室气体排放的影响

采用静态箱-气相色谱法,于2010年7月（夏季）、2011年3月（冬季）进行了不同沼液施用量对土壤二氧化碳（CO2）,甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）气体排放影响的研究。试验期间,沼液施用设为大量施沼液（夏季为28.36 gm-2,冬季为1.94 gm-2）,正常施沼液（夏季为9.45 gm-2,冬季为0.65 gm-2）和不施沼液等3个水平。结果表明:①夏季或冬季,处理对土壤二氧化碳排放影响均不显著。②夏季沼液施用8 h内,处理间对土壤甲烷排放具极显著差异（P＜0.001),其中大量施沼液时通量最大为3.98 mgm－2h－1;正常施沼液时通量最大为1.25 mgm－2h－1,8 h后处理间无显著差异（P＞0.05）。冬季在大量施沼液时,初期土壤甲烷排放通量明显高于正常施沼液及不施沼液,最大为0.28 mgm－2h－1;随后处理间土壤甲烷排放通量无显著差异。③夏季沼液施用20 h内,处理间对土壤氧化亚氮排放具极显著差异（P＜0.001）,最大值达1 641 gm－2h－1;处理间呈显著差异（P＜0.05）,大量施沼液、正常施沼液和不施沼液时土壤氧化亚氮排放通量分别为224～349,70～137,33～57 gm－2h－1;冬季则处理间土壤氧化亚氮排放无显著差异。图3参19     

中国农业中间投入温室气体排放与减排潜力

利用多区域投入产出分析,分别对2007年和2017年中国(除香港、澳门、台湾、西藏外)的30个省级行政区的农业中间投入温室气体排放进行测算,以厘清关键来源产业与关键中介产业,并分别对其减排潜力进行量化。结果表明:2007—2017年,中国农业中间投入温室气体排放占农业隐含温室气体排放总量的73.9%~89.5%。2007年和2017年,针对农业中间投入温室气体排放,各识别出13个关键来源产业和13个关键中介产业,应将其作为推动农业中间投入温室气体减排的关键。2007—2017年上述产业的分布变化,表现出明显的分散化趋势。基于2017年数据判断,13个关键来源产业的减排潜力要高于13个关键中介产业。     

湖北省畜牧业温室气体排放潜力

根据湖北省2007-2014年畜禽饲养量,按照《省级温室气体清单编制指南(试行)》要求,评估了湖北省2007-2014年畜禽养殖过程中的温室气体(GHG)排放潜力,并比较了2010年湖北省各地区的温室气体排放潜力以及各畜禽肠道甲烷(CH_4)、粪便CH_4、粪便氧化亚氮(N_2O)的排放状况。结果表明:(1)2007-2014年湖北省温室气体排放潜力总体呈现上升趋势,2014年达1 535.01万t CO2-eq,增幅11.50%;(2)2010年湖北省襄阳、孝感、黄冈和恩施的畜牧业温室气体排放潜力最大,占全省的58.81%;(3)非奶牛、水牛对肠道CH_4排放的贡献率最大,分别为43%、31%;猪是粪便CH_4和N_2O排放的主要来源,分别占粪便CH_4和N_2O排放潜力的83%和39%。因此,湖北省各地区应在保证畜牧业持续发展的同时,积极采取温室气体减排措施;针对不同畜禽种类、不同地理区域,应当有的放矢,因地制宜。     

新疆生产建设兵团农牧业温室气体排放的脱钩与驱动效应分析

为系统性探究区域农牧业温室气体排放特征及驱动因素,以新疆生产建设兵团农牧业生产系统为研究对象,核算农牧业温室气体净排放量,采用Tapio脱钩分析法评估温室气体净排放量与产值、产量的关联程度,运用LMDI分解法解析温室气体净排放量的驱动因素。结果表明:1)2011—2020年新疆生产建设兵团农业和畜牧业温室气体净排放量均呈现“增长—平稳波动”趋势,至2020年农业和畜牧业温室气体净排放量分别为1.02×10¹⁰ kg和1.34×10⁹ kg(以CO₂计)。2)农牧业温室气体净排放量与产值处于脱钩状态,而与产量逐渐脱钩。3)生产机械化水平、水利现代化水平对农业温室气体净排放量的效应值为-14.87×10⁶、58.25×10⁸ hm²,分别起抑制作用和促进作用。畜禽良种化水平对畜牧业温室气体净排放量的效应值为-4.55×10⁶,起抑制作用;生产机械化水平对畜牧业温室气体净排放量从促进作用转向抑制作用。本研究成果可为新疆生产建设兵团农牧业绿色低碳发展提供参考资料。     

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%。     

优化减氮与施用生物炭对双季稻土壤温室气体排放及产量的影响

为探究在不同优化减氮条件下施用生物炭对双季稻土壤温室气体排放和水稻产量的影响,采用静态箱-气相色谱法监测水稻生长期间土壤CH₄和N₂O排放通量,测定土壤理化指标及水稻产量。试验设置5个处理：常规施氮(CF)、优化减氮15%(OF15%)、优化减氮15%+生物炭(OF15%+B)、优化减氮30%(OF30%)、优化减氮30%+生物炭(OF30%+B)。结果表明：与CF相比,各处理均降低了双季稻土壤CH₄和N₂O的累积排放量,降幅分别为9.59%～39.60%和20.12%～41.61%;其中OF30%+B与OF15%+B处理CH₄的减排效果最佳,分别达39.60%与31.53%;OF30%+B处理N₂O的减排效果最佳,达到41.61%,其次为OF30%和OF15%+B处理,分别达34.56%与28.14%。各处理均降低双季稻系统土壤温室气体产生的全球增温潜势,降幅为9.54%～39.27%;OF15%+B产量最高,与CF相比增加了2.83%,而OF30%与O...     

生物质炭对城市污泥堆肥温室气体排放的影响

采用城市脱水污泥为研究对象,设置两种堆肥处理(试验组:添加水稻生物质炭;对照组:未添加生物质炭),考察污泥堆肥过程温室气体动态变化特征以及添加生物质炭的影响。结果表明:生物质炭能提高堆体温度、延长堆体高温期、加快堆体腐熟,减少堆体TC(总碳)、TOC(总有机碳)和氮素损失(特别是减少NH_4~+-N的损失),两种处理TC、TOC和TN(总氮)均呈显著性差异(P0.05)。CH_4排放主要集中在高温期和降温期,占CH_4总排放量的76.40%~82.40%,添加生物质炭会促进CH_4排放。CO_2排放主要集中在高温期和降温期,占排放总量的78.77%~78.83%,添加生物质炭能减少CO_2排放。超过84%的N_2O排放集中在腐熟期,添加生物质炭能减少堆肥过程中N_2O排放,试验组N_2O累积排放量比对照组低18.94%。添加生物质炭对污泥堆肥处理具有一定的温室气体减排作用,试验组与对照组CO_2排放当量(以干污泥计)分别为60.21 kg·t~(-1)和67.19 kg·t~(-1),添加生物质炭能减排温室气体10.39%。     

华北平原玉米‖大豆间作农田温室气体排放及系统净温室效应评价

以华北平原玉米‖大豆为研究对象,研究间作对农田土壤CO2、CH4和N2O排放的影响,在此基础上对系统净温室气体平衡(Net greenhouse gas balance,△GWP)进行评价。结果表明,整个生育期玉米单作处理(M)的CO2累积排放最高(12.6t/hm2),玉米大豆间作处理比M处理减少4.0%~8.9%。M处理的土壤N2O排放最高(16.0kg/hm2),显著高于间作处理,间作处理比M减少32.2%~36.6%(P0.05)。间作和单作处理间土壤CH4排放没有显著差异(P0.05)。土壤CO2排放动态主要与土壤温度显著相关,而土壤N2O排放则主要与土壤水分含量显著相关(P0.05)。不同系统的△GWP不同,M系统的△GWP为8 681kg/hm2,高于等行距间作系统(6 635kg/hm2),而低于宽窄行间作系统(9 753kg/hm2)。结果显示,合理的玉米‖大豆间作模式能够减少农田温室气体排放。     

我国农业农村减排固碳标准现状与体系构建

农业农村是温室气体排放源之一，也是固碳增汇的重要方面，我国农业农村领域仍存在减排固碳底数不清、监测方法和核算标准体系不健全、认证缺乏指导依据等问题，因此，亟需构建农业农村减排固碳技术标准体系，充分发挥标准基础性、引领性作用，提升农业农村减排固碳技术水平和管理效能。本文对国内外农业农村领域碳排放、碳减排、固碳等相关标准进行梳理，分析现阶段标准现状和存在的问题，明确建立农业农村减排固碳标准体系的思路及整体框架，加快关键领域标准制定与实施，重点围绕稻田甲烷、农田氧化亚氮、反刍动物肠道甲烷、畜禽粪污管理、秸秆露天焚烧及农村生活用能等“排放源”，农田和渔业“碳汇源”，以及可再生能源替代“减排源”等主要领域，研编一批国家、行业、地方标准，提出标准体系建设有关建议，为推进农业农村领域建立健全统一的碳排放数据监测计量、核算、报告、核查等技术规范体系，推进农业农村绿色发展提供技术支撑。