畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放量測算

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(新津縣科學(xué)技術(shù)協(xié)會, 四川 新津 611400)

0 引言

溫室氣體(CHG)是指大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新反射輻射的一些氣體，主要包含二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)。

畜牧業(yè)是一高碳產(chǎn)業(yè)，據(jù)國家發(fā)改委2013年發(fā)布的《中華人民共和國氣候變化第二次國家信息通報》顯示，中國農(nóng)業(yè)活動排放溫室氣體8.19億tCO2當(dāng)量，其中動物養(yǎng)殖過程排放4.45億tCO2當(dāng)量，占農(nóng)業(yè)總排放量的54.3%，畜禽養(yǎng)殖對全球氣候變化產(chǎn)生重大影響。

本文對全國(2014年)、成都市(2015年)和新津縣(2016年)畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放量進(jìn)行測算，并分析對大氣環(huán)境的危害性。

在畜禽養(yǎng)殖中，因CO2經(jīng)植物光合作用后被動物吃食，使植物中碳轉(zhuǎn)化為CO2，經(jīng)代謝后又返回大氣層，故在養(yǎng)殖過程中CO2一般不被估計。但是，在養(yǎng)殖過程中要產(chǎn)生大量甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)，而在百年時間尺度上，CH4和N2O的溫室效應(yīng)增溫潛勢分別為CO2的23～25倍和298倍[3，4]。

1 甲烷(CH4)排放量測算

1.1 計算公式：CH4=W1×N

式中，CH4為一種畜禽甲烷年排放總量；W1為一種畜禽甲烷排放系數(shù)；N為一種畜禽年均飼養(yǎng)量。

甲烷排放系數(shù)(W1)：由于個體與地區(qū)差異，很難全國統(tǒng)一一個完整通用的排放系數(shù)。這里，我們根據(jù)IPCC《政府間氣候變化專家委員會》(2006)提出的“溫室氣體統(tǒng)計初步準(zhǔn)則”為基礎(chǔ)，參考一些學(xué)者的資料[5，6]，結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況確定各類畜禽CH4和N2O的排放系數(shù)(表1)。

表1 各類畜禽溫室氣體排放系數(shù)

年均飼養(yǎng)量(N)：由于各類畜禽的飼養(yǎng)周期(飼養(yǎng)天數(shù))不同，年均飼養(yǎng)量的計算方法也有所不同。當(dāng)出欄率等于或大于1時，該類畜禽的年均飼養(yǎng)量按全年出欄量進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)出欄率小于1時，年均飼養(yǎng)量按年末存欄量計算。

式中：N為一種畜禽年均飼養(yǎng)量；F為一種畜禽年均飼養(yǎng)周期(飼養(yǎng)天數(shù))；M為一種畜禽年生產(chǎn)量(出欄率等于或大于1時為全年出欄量，小于1時為年末存欄量)。

各類畜禽年均飼養(yǎng)周期：因不同地區(qū)的養(yǎng)殖水平、當(dāng)?shù)厝孙嬍沉?xí)慣，甚至市場價格波動都會影響一種畜禽的飼養(yǎng)天數(shù)。這里，我們按國家環(huán)?？偩肿匀簧鷳B(tài)司的資料，參考多位學(xué)者的數(shù)據(jù)[3，5，6]確定各類畜禽的年均飼養(yǎng)天數(shù)(表2)。

1.2 各類畜禽全年出欄量、年末存欄量

全國部分按《中國農(nóng)業(yè)年鑒》，成都市和新津縣部分按當(dāng)?shù)禺?dāng)年畜牧業(yè)生產(chǎn)情況統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)計算。

1.3 計算結(jié)果

(1)按計算公式計算中國2014年畜禽甲烷排放量(表2)。

表2 中國2014年畜禽養(yǎng)殖甲烷(CH4)排放量

注：①出欄量、存欄量來源于《中國農(nóng)業(yè)年鑒2015》;②資料中的牛項(xiàng)未分奶牛、水牛和黃牛，這里按處于中間水平的水牛數(shù)據(jù)計算。

從表2可以看出，我國2014年畜禽養(yǎng)殖CH4排放總量為10 440 862 t，其中，牛羊排放量為8 066 225 t，占總量的77.26%。豬排放量為2 028 586 t，為總量的19.43%，其他畜禽為總量的3.31%。

(2)按計算公式計算成都市2015年畜禽甲烷排放量(表3)。

表3 成都市2015年畜禽養(yǎng)殖甲烷(CH4)排放量

注：出欄量、年末存欄量來源于“成都市2015年畜牧業(yè)生產(chǎn)情況統(tǒng)計表”。

從表3可以看出，成都市2015年畜禽養(yǎng)殖CH4排放總量為25 923 t。其中，豬排放量為19 625 t，占總量的75.7%，牛羊排放3 661 t，為總量的14.12%。其他畜禽占10.18%。

(3)按計算公式計算新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖甲烷排放量(表4)。

表4 新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖甲烷(CH4)排放量

注：出欄量、年末存欄量來源于“新津縣2016年畜牧業(yè)生產(chǎn)情況統(tǒng)計表”。

從表4可以看出，新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖CH4排放總量為1 263.9 t。其中，豬為891.3 t，占總量的70.52%；牛羊?yàn)?5.35 t，為總量的5.17%；其他畜禽占24.31%。

2 氧化亞氮(N2O)排放量測算

2.1 計算公式

N2O=W2×N

式中：N2O為一種畜禽氧化亞氮年排放量；W2為一種畜禽氧化亞氮排放系數(shù)；N為一種畜禽年均飼養(yǎng)量。

各類畜禽氧化亞氮排放系數(shù)如表1，一種畜禽年均飼養(yǎng)量(N)已在甲烷排放量測算中計算出結(jié)果(表2)。各類畜禽出欄量、年末存欄量按《中國農(nóng)業(yè)年鑒》和地方當(dāng)年畜牧業(yè)生產(chǎn)情況表數(shù)據(jù)計算。

2.2 計算結(jié)果

(1)按計算公式計算中國2014年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮排放量(表5)。

表5 中國2014年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮(N2O)排放量

從表5可以看出，2014年中國畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮排放總量為627 558 t。其中，牛羊?yàn)?72 000 t，占總量的43.34%，豬排放為238 922 t，占總量的38.87%。

(2)按計算公式計算成都市2015年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮排放量(表6)。

表6 成都市2015年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮(N2O)排放量

從表6可以看出，成都市2015年畜禽養(yǎng)殖N2O排放總量為3 194.76 t。其中，養(yǎng)豬排放2 311.39 t，占總量的72.35%。牛羊排放量為117.66 t，為總量的3.68%。其他畜禽占23.97%。

(3)按計算公式計算新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮排放量(表7)。

表7 新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮(N2O)排放量

從表7可以看出，新津縣2016年畜禽養(yǎng)殖氧化亞氮排放總量203 t。其中，養(yǎng)豬排放104.97 t，占總量的51.54%；牛羊排放量為2.94 t，為總量的1.44%。

3 結(jié)果分析

(1)中國畜禽養(yǎng)殖過程中溫室氣體排放量大，2014年，中國畜禽養(yǎng)殖甲烷排放總量多達(dá)10 440 862 t，溫室效應(yīng)為250 580 688 t CO2當(dāng)量。排放氧化亞氮627 558 t，溫室效應(yīng)為187 012 284 t CO2當(dāng)量，兩項(xiàng)合計為43 759.3萬t CO2當(dāng)量。

這里計算的僅僅是養(yǎng)殖過程中畜禽胃腸道發(fā)酵和糞便管理所產(chǎn)生的甲烷和氧化亞氮，而飼料生產(chǎn)加工、養(yǎng)殖場占地建筑、養(yǎng)殖設(shè)備、能源消耗、飼養(yǎng)管理、畜禽產(chǎn)品保存加工包裝、畜禽產(chǎn)品物流等整個畜牧業(yè)生產(chǎn)全鏈條的每一個環(huán)節(jié)的活動都會排放大量溫室氣體。據(jù)專家測算，每生產(chǎn)1 000 g活豬，碳足跡為2.3～5 kgCO2當(dāng)量。每生產(chǎn)1 000 g豬肉，溫室氣體排放CO2當(dāng)量等值為6.1 kg[7，8]。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平不斷提高，畜禽產(chǎn)品消費(fèi)量還將不斷增大，畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放量還將大幅度增加。據(jù)專家測算，全球肉類生產(chǎn)量增加1%，將抵消在太陽能發(fā)展上投資3萬億美元的氣候效應(yīng)[9]。提示我們，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖減排技術(shù)研究，發(fā)展低碳養(yǎng)殖是我國畜牧業(yè)發(fā)展的正確選擇。

(2)從計算結(jié)果可以看出，全國畜禽養(yǎng)殖溫室氣體主要來源于牛羊，而成都地區(qū)主要來源于豬(表8)。

表8 各類畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放量比例

因此，全國畜禽養(yǎng)殖溫室氣體減排重點(diǎn)應(yīng)放在反芻動物生產(chǎn)上，而成都地區(qū)應(yīng)主要放在養(yǎng)豬上。

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