綠色發(fā)展 以重慶為例對畜禽養(yǎng)殖碳排放的測算研究

何道領(lǐng)，韋藝媛，劉 羽，朱 燕，陳紅躍

（1.重慶市畜牧技術(shù)推廣總站，重慶 渝北 401121；2.重慶市生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊，重慶 渝北 401121）

近年來，碳達(dá)峰、碳中和已經(jīng)成為全社會關(guān)注的熱點，作為碳排放的重點行業(yè)，越來越多的學(xué)者開展重點關(guān)注農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的碳排放問題。張頌心[1]、張歡歡等[2]、高標(biāo)等[3]先后分別針對全國、河南省、吉林省的農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行了研究測算，冉錦成等[4]針對新疆的畜牧產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與碳排放進(jìn)行了研究，并結(jié)合碳排放約束對產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出了建議。作為全國經(jīng)批準(zhǔn)的7個開展碳排放權(quán)交易試點城市之一，重慶在鋼鐵、電力、水泥等工業(yè)行業(yè)進(jìn)行較多的探索和嘗試，但在農(nóng)業(yè)，特別是畜牧業(yè)方面，有關(guān)探索和研究尚較為不足。因此，基于重慶當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖現(xiàn)狀，分析了全市主要畜禽養(yǎng)殖碳排放情況，并根據(jù)研究結(jié)果，從影響畜禽養(yǎng)殖碳排放的主要環(huán)節(jié)，提出減少畜禽養(yǎng)殖碳排放量的建議措施，以期為重慶畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有參考的建議。

1 測算范圍

養(yǎng)殖場溫室氣體排放核算范圍通常主要包括對畜禽養(yǎng)殖中畜禽腸道發(fā)酵甲烷（CH4）排放、糞便管理CH4排放和一氧化二氮（N2O）排放[5-6]，以及生產(chǎn)和糞便管理過程中消耗的燃料和電力等導(dǎo)致的CO2排放等，也有研究將畜禽呼吸排放的CO2納入研究范圍。本文主要以來源于腸道發(fā)酵、糞便管理等兩方面產(chǎn)生的CH4、N2O等溫室氣體為對象，測算全市畜禽養(yǎng)殖碳排放量。

2 測算數(shù)據(jù)

本文采用年末存欄量作為畜禽養(yǎng)殖量用于畜禽碳排放量測算依據(jù)。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年全市主要畜禽年存欄量見表1。

表1 全市及重點區(qū)（縣）畜禽年末存欄量

3 測算方法

3.1 測算公式

3.1.1 溫室氣體排放測算 重慶畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放測算依據(jù)《省級溫室氣體清單編制指南》（試行）[7]，以下簡稱“指南”。

3.1.2 碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度測算 本文采用碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度對各區(qū)（縣）畜禽養(yǎng)殖的碳排放進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評估分析。其公式為：區(qū)域碳排放總量（t）/區(qū)域牧業(yè)總產(chǎn)值（萬元）。其中碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度指標(biāo)值越小，說明區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖越低碳；反之，說明區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖越不低碳。

3.1.3 碳排放密度測算 本文采用碳排放密度對各區(qū)（縣）畜禽養(yǎng)殖的碳排放情況進(jìn)行低碳評估分析。其公式為：區(qū)域碳排放總量（t）/區(qū)域幅員面積（hm2）。其中碳排放密度指標(biāo)越大，說明區(qū)域單位面積上畜禽養(yǎng)殖貢獻(xiàn)的碳排放量越多；反之越少。

3.2 測算參數(shù)

3.2.1 動物CH4排放因子 動物CH4排放因子是測算腸道發(fā)酵CH4排放的重要參數(shù)，由于目前重慶尚沒出臺相關(guān)參考因子，結(jié)合“指南”建議，本文不同畜禽動物CH4排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表2。

表2 動物腸道發(fā)酵CH4排放因子 kg/（頭·年）

3.2.2 糞便管理CH4排放因子 糞便管理甲烷排放因子是測算糞便管理中CH4排放的重要參數(shù)，由于目前重慶尚沒出臺有相參考因子，結(jié)合“指南”建議，本文不同畜禽糞便管理CH4排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表3。

表3 糞便管理甲烷排放因子 kg/（頭·年）

3.2.3 糞便管理N2O排放因子 糞便管理N2O排放因子是測算糞便管理N2O排放的重要參數(shù)，由于目前重慶尚沒出臺有相參考因子，結(jié)合“指南”建議，本文不同畜禽糞便管理N2O排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表4。

表4 糞便管理氧化亞氮排放因子 kg/（頭·年）

3.2.4 溫室氣體換算參數(shù) 為便于統(tǒng)一溫室氣體產(chǎn)生總量，本文將測算的腸道發(fā)酵與糞便管理中產(chǎn)生的CH4和N2O統(tǒng)一換算成碳（C）。根據(jù)IPCC第四次評估報告（2007年）[8]，1 t CH4、1 t N2O所引發(fā)的溫室效應(yīng)分別相當(dāng)于6.818 t C和81.273 t C所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。

4 畜禽腸道及糞便管理的碳排放結(jié)果與分析

4.1 動物腸道碳排放

動物腸道碳排放主要來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化的碳排放，根據(jù)“指南”，本文測算主要針對牛、羊、豬3個畜種。從總量看，全市來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量為746 464.16 t，32個重點區(qū)（縣）中年碳排放量超過20 000 t的有酉陽、云陽、豐都等15個區(qū)（縣），排放總量為297 862.08 t，占全市的79.46%。其中酉陽、豐都、云陽、彭水4個區(qū)（縣）的排放總量位列前四位，其排放量均超過50 000 t，排放總量占全市的39.90%。從畜種看，來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量最多的是牛，其次是山羊，豬的排放量最少，各畜種碳排放總量分別為466 802.60 t、205 829.20 t和73 832.36 t，占全市的比例分別為62.54%、27.56%和9.89%。32個重點區(qū)（縣）中豐都、酉陽、彭水、云陽4個區(qū)（縣）牛碳排放量均超過40 000 t，云陽、開州、酉陽3個區(qū)（縣）羊年碳排放量均超過20 000 t，合川、開州、云陽3個區(qū)（縣）豬年碳排放量均超過4 000 t。測算結(jié)果詳見表5。

表5 全市及重點區(qū)（縣）動物腸道碳排放量 t

4.2 糞便管理的碳排放

4.2.1 來源于CH4轉(zhuǎn)化的碳排放 從總量看，全市來源于動物糞便管理中CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量為360 052.85 t。32個重點區(qū)（縣）中超過10 000 t的有酉陽、江津、合川等21個區(qū)（縣），其年碳排放總量接近300 000 t，占全市的82.31%；其中合川、開州、云陽3個區(qū)（縣）的排放總量位列前三位，排放量均超過20 000 t，其排放總量占全市的18.36%。從排放畜種上看，來源于動物糞便管理中CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量最多的是豬，其次是牛、禽和山羊，豬排放總量為308 619.27 t，占全市的85.71%。32個重點區(qū)（縣）來源于動物糞便管理中CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量中生豬年排放量超過10 000 t的有合川、開州、云陽、萬州等15個區(qū)（縣），其年排放總量為201 667.32 t，占全市的65.35%；年排放量在5 000～10 000 t之間的包括彭水、武隆、豐都等11個區(qū)（縣），其排放總量達(dá)90 546.25 t，占全市的29.34%。此外，禽、牛、羊年排放量最高的區(qū)（縣）分別是璧山、豐都、云陽，排放量分別為1 435.58 t、3 416.46 t、1 590.99 t。測算結(jié)果詳見表6。4.2.2 來源于N2O轉(zhuǎn)化的碳排放 從排放總量看，來源于全市動物糞便管理N2O轉(zhuǎn)化的碳排放量為285 884.64 t。32個重點區(qū)（縣）碳排放量超過10 000 t的有云陽、豐都、酉陽、合川等9個區(qū)（縣），年排放總量為126 267.34 t，約占全市的44.17%，其中云陽最高，排放量為17 624.62 t。從排放畜種上看，全市來源于動物糞便管理N2O轉(zhuǎn)化的碳排放量最多的是豬，其次是禽、牛和羊，其中豬排放總量為139 937.20 t，占排放總量的48.95%。32個重點區(qū)（縣）中豬排放量超過5 000 t的有合川、開州、云陽等11個區(qū)（縣），其排放總量為72 271.78 t，占全市豬排放量的51.65%。此外，禽、牛、羊來源于動物糞便管理N2O轉(zhuǎn)化的碳排放量最高的區(qū)（縣）分別是璧山、豐都、云陽，其排放量分別為5 989.43 t、8 766.74 t、2 290.14 t。測算結(jié)果詳見表7。

表6 來源于CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量 t

表7 來源于N2O轉(zhuǎn)化的碳排放量 t

5 碳排放來源、總量及排放效益分析

5.1 測算結(jié)果

經(jīng)測算，2020年全市畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的主要溫室氣體轉(zhuǎn)化的碳排放總量為1 392 401.65 t，其中來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量、來源于糞便管理中CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量以及來源于糞便管理中N2O轉(zhuǎn)化的碳排放量分別為746 464.16 t、360 052.85 t、285 884.64 t，占總排放量的比例分別為53.61%、25.86%和20.53%。32個畜禽養(yǎng)殖重點區(qū)（縣）畜禽養(yǎng)殖碳排放總量超過500 000 t的有石柱、巫山、涪陵等9個區(qū)（縣），其中酉陽排放量最高，為118 529.20 t。測算結(jié)果詳見表8。

5.2 結(jié)果分析

5.2.1 排放總量分析 從碳排放來源看，全市畜禽養(yǎng)殖碳排放以CH4轉(zhuǎn)化C為主（包括來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化和來源于糞便管理中CH4轉(zhuǎn)化），其排放量占2020年全市畜禽養(yǎng)殖碳排放量的79.47%，其中CH4轉(zhuǎn)化的碳排放中，又以來源于動物腸道CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量為主，占CH4轉(zhuǎn)化碳排放總量的67.46%；從碳排放畜種上看，全市畜禽養(yǎng)殖碳排放量從高到底依次是牛、豬、羊和禽，其排放量占全市的比例分別為39.38%、37.52%、16.83%、6.27%。從區(qū)（縣）來看，牛的養(yǎng)殖碳排放比例超過全區(qū)碳排放比例50%的區(qū)（縣）包括豐都、石柱、彭水、酉陽和秀山等4個區(qū)（縣），其中豐都、石柱更是超過70%；豬的養(yǎng)殖碳排放比例超過全區(qū)（縣）碳排放比例50%的區(qū)（縣）包括合川區(qū)、銅梁區(qū)、潼南區(qū)、江津區(qū)、墊江縣、長壽區(qū)、巴南區(qū)、萬州區(qū)、南川區(qū)等9個區(qū)（縣），其中榮昌縣最高，超過70%。測算結(jié)果詳見表9。

表9 全市及重點區(qū)（縣）主要畜禽碳排放量 t

5.2.2 排放效益分析 根據(jù)《重慶市畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》提供的2020年各區(qū)（縣）的牧業(yè)總產(chǎn)值，測算出全市的畜禽養(yǎng)殖碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度均值為0.16 t/萬元，畜禽養(yǎng)殖總體上呈現(xiàn)出較為低碳的現(xiàn)狀。32個畜禽養(yǎng)殖重點區(qū)（縣）中畜禽養(yǎng)殖碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度超過0.1 t/萬元有22個區(qū)（縣），超過0.2 t/萬元的有12個區(qū)（縣），其中畜禽養(yǎng)殖碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度最高的為酉陽，達(dá)到0.47 t/萬元，是全市平均水平的2.8倍。詳見表9。

5.2.3 排放密度分析 結(jié)合重慶市及各區(qū)（縣）的幅員面積，測算出全市畜禽養(yǎng)殖碳排放密度均值為0.17 t/hm2，31個畜禽養(yǎng)殖重點區(qū)（縣）（不含萬盛經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)）中畜禽養(yǎng)殖碳排放密度低于全市均值有14個區(qū)（縣），其中渝北區(qū)畜禽養(yǎng)殖碳排放密度最低（0.03 t/hm2），僅為全市平均水平的1/5；高于全市均值的有17個區(qū)（縣），其中豐都縣畜禽養(yǎng)殖碳排放密度最高，達(dá)到0.38 t/hm2，是全市平均水平的2.27倍。詳見表10。

表10 全市及重點區(qū)（縣）畜禽養(yǎng)殖碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度和區(qū)域密度

6 對策與建議

6.1 科學(xué)控制養(yǎng)殖總量

科學(xué)控制養(yǎng)殖規(guī)模主要包括兩方面的內(nèi)容：一是科學(xué)控制畜禽養(yǎng)殖的總體規(guī)模。畜禽養(yǎng)殖碳排放量與養(yǎng)殖總量密切相關(guān)，圍繞全市畜禽產(chǎn)業(yè)發(fā)展資源稟賦、生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求以及畜禽市場保供需求，合理制定養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展總量，可有效控制畜禽養(yǎng)殖碳排放總量。二是科學(xué)控制不同畜禽的養(yǎng)殖規(guī)模。根據(jù)測算分析，不同畜禽養(yǎng)殖碳排放量差異較大，從單個數(shù)量上來看，牛的碳排放量遠(yuǎn)大于豬和禽，區(qū)縣在規(guī)劃涉及畜禽養(yǎng)殖總量時，需要重點考慮。

6.2 強(qiáng)調(diào)養(yǎng)殖適度規(guī)模

根據(jù)“指南”，不同養(yǎng)殖規(guī)模所采用的牛、羊等動物腸道發(fā)酵CH4排放因子差異較大，在養(yǎng)殖總規(guī)模不變的情況下適當(dāng)提高規(guī)?；士捎行Ы档蛣游锬c道發(fā)酵CH4排放量?？傮w來看，重慶牛、羊養(yǎng)殖規(guī)?；潭容^低，通過發(fā)展適度規(guī)模養(yǎng)殖，提升其規(guī)模化率，降低碳排放總量尚有較大空間。

6.3 注重養(yǎng)殖科學(xué)管理

測算中發(fā)現(xiàn)，雖然豬的單個個體碳排放量遠(yuǎn)低于牛，但由于全市豬飼養(yǎng)量較大、糞便產(chǎn)量較多，由豬糞便管理產(chǎn)生的CH4轉(zhuǎn)化的碳排放量較大，造成牛和豬排放總量站全市的排放比例相當(dāng)，成為構(gòu)成全市碳排放量的很重要來源之一。因此，強(qiáng)化畜禽糞便的科學(xué)管理，積極推廣干清糞、糞水沼氣工程等[9]，是今后降低畜禽養(yǎng)殖碳排放的必要措施。此外推行低碳養(yǎng)殖模式，降低能源消耗[10]也是實現(xiàn)養(yǎng)殖場低碳養(yǎng)殖的有效手段。

6.4 加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)

在畜禽養(yǎng)殖碳排放總量不變的情況下，牧業(yè)總產(chǎn)值越高，碳排放經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度越底，說明畜牧業(yè)發(fā)展越低碳。全市在發(fā)展畜牧產(chǎn)業(yè)時，應(yīng)著力加強(qiáng)畜禽產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，增強(qiáng)畜禽產(chǎn)業(yè)附加值，提升域內(nèi)牧業(yè)總產(chǎn)值，從而降低畜禽養(yǎng)殖碳排放強(qiáng)度，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的低碳發(fā)展。

6.5 加強(qiáng)牧業(yè)關(guān)聯(lián)性研究

由于重慶在農(nóng)業(yè)方面關(guān)于碳排放的研究報道較少，關(guān)于碳排放等環(huán)境因素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的報道更少，特別是碳排放視角下關(guān)于農(nóng)業(yè)環(huán)境效率的研究比較欠缺[11]，在全市積極推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵時期，加強(qiáng)牧業(yè)生產(chǎn)與效益的關(guān)聯(lián)性研究，顯得尤為必要。