農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)碳排放計(jì)量及其方法學(xué)開發(fā)——案例研究.pdf

1、減緩氣候變化已經(jīng)成為全球社會(huì)的共同責(zé)任。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)既受氣候變化的深刻影響，同時(shí)它又通過排放溫室氣體反作用于氣候變化，因此，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)中的碳排放以及相應(yīng)的節(jié)能減排研究已成為當(dāng)前低碳研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。據(jù)估計(jì)，全球農(nóng)業(yè)碳排放占總碳排放的10％-12％，而我國農(nóng)業(yè)碳排放占全國碳排放總量的15％-18％、占全球農(nóng)業(yè)碳排放的13％-16％。作為農(nóng)業(yè)大國，中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放問題不容忽視。因此，深入研究我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的碳排放現(xiàn)狀，正確計(jì)

2、量農(nóng)業(yè)各相關(guān)產(chǎn)業(yè)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排放量，并據(jù)此制定科學(xué)的種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，減少溫室氣體排放，這對緩解全球氣候變暖趨勢具有重要而深遠(yuǎn)的意義。本論文立足于中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，依托農(nóng)業(yè)碳足跡理論及研究方法，從構(gòu)建農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)碳足跡清單出發(fā)，通過對水稻生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)-江西省和畜禽生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)-四川省的實(shí)地調(diào)查，獲取了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自下而上的分析研究了各農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的碳足跡構(gòu)成及減排潛力所在，并探討了適合國內(nèi)自愿減排碳交易市場的固碳減排計(jì)

3、量方法學(xué)，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)碳計(jì)量及節(jié)能減排提供了技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)。取得的主要結(jié)果如下:
　　1.在種植業(yè)領(lǐng)域，以水稻為例，對水稻生產(chǎn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的碳足跡進(jìn)行了定量估算，對比分析了不同種植規(guī)模下水稻生產(chǎn)的碳足跡構(gòu)成及其影響因素，探討了種植業(yè)減排潛力所在。水稻生產(chǎn)過程中，單位水稻產(chǎn)量的碳足跡為0.35±0.16 tCO2e t-1，單位面積的碳足跡為4.32±1.56 tCO2e ha-1。水稻種植散戶單位產(chǎn)量的碳足跡為0.44±0

4、.17 tCO2e t-1，高出水稻生產(chǎn)總體水平25.71％;單位面積碳足跡為5.12±1.41tCO2e ha-1，高出總體水平18.52％。與此形成對比的是，水稻種植大戶單位產(chǎn)量的足跡為0.27±0.09 tCO2e t-1，比總體水平低31.43％;單位面積碳足跡為3.53±1.31 tCO2eha-1，比總體水平低18.29％。本研究發(fā)現(xiàn)，N肥的生產(chǎn)和施用占據(jù)水稻生產(chǎn)碳足跡主要份額，散戶氮肥生產(chǎn)和施用的碳足跡份額分別為61.76

5、％和13.55％，大戶分別為58.37％和11.82％，這說明，合理化施用N肥是減少水稻生產(chǎn)碳排放的關(guān)鍵所在。對比研究顯示，散戶水稻生產(chǎn)碳成本比大戶高62.96％，即散戶每生產(chǎn)1t水稻，將比大戶多排放0.17 tCO2e;散戶水稻生產(chǎn)的利潤碳強(qiáng)度是大戶的1.95倍。這說明，散戶在水稻生產(chǎn)過程中每獲得1千元的凈收益，將比大戶多付出1.59 t的碳代價(jià);散戶產(chǎn)量碳效益為大戶的1/2，利潤碳效益僅為大戶的24.57％,即每付出1t碳代價(jià)，大戶

6、將比散戶多獲得1.82 t水稻和1311.56元的純收益。分析表明，水稻單位面積的產(chǎn)量和凈利潤與土地利用碳強(qiáng)度高度相關(guān)，散戶單位面積水稻產(chǎn)量和凈利潤均與土地利用碳強(qiáng)度存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，即每公頃水稻產(chǎn)量和純收益隨碳排放強(qiáng)度的增加而增加。而大戶單位面積水稻產(chǎn)量和凈利潤卻與土地利用碳強(qiáng)度存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即每公頃水稻產(chǎn)量和純收益隨碳排放強(qiáng)度的增加而減少。這些結(jié)果表明，規(guī)模化經(jīng)營模式將有利于水稻生產(chǎn)低碳化的實(shí)現(xiàn)。因此，通過轉(zhuǎn)變經(jīng)營方式能

7、實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)的節(jié)能減排。
　　2.通過養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)碳足跡清單的研究發(fā)現(xiàn)，不同畜禽產(chǎn)品的碳足跡有所不同，其碳足跡大小依次為雞肉＞豬肉＞雞蛋＞牛奶。其中，在生豬生產(chǎn)過程中，單位產(chǎn)量的碳足跡為4.84±3.46 tCO2e t-1，每頭的碳足跡為0.60±0.50 tCO2e。在不同養(yǎng)殖規(guī)模條件下，生豬養(yǎng)殖散戶單位產(chǎn)量的碳足跡為5.48±4.31 tCO2e t-1，高出大戶30.17％。生豬散戶每頭碳足跡為0.73±0.65 tCO

8、2e，高出大戶55.23％;而在奶牛生產(chǎn)過程中，單位產(chǎn)量的碳足跡為1.07±0.29 tCO2e t-1，每頭的碳足跡為6.18±1.03 tCO2e。就養(yǎng)殖規(guī)模而言，奶牛養(yǎng)殖散戶單位產(chǎn)量的碳足跡為1.01±0.40 tCO2e t-1，比大戶低10.62％。奶牛散戶每頭碳足跡為5.82±1.25 tCO2e，比大戶低10.96％;在肉雞生產(chǎn)過程中，單位產(chǎn)量的碳足跡為13.94±8.99 tCO2e t-1，每頭的碳足跡為0.03±0.

9、09 tCO2e。同養(yǎng)殖規(guī)模的碳足跡也有所不同，肉雞養(yǎng)殖散戶單位產(chǎn)量的碳足跡為20.02±7.18 tCO2e t-1，高出大戶154.7％。肉雞散戶每只的碳足跡為0.04±0.01 tCO2e，高出大戶66.67％;在整個(gè)蛋雞生產(chǎn)過程中，單位產(chǎn)量的碳足跡為3.58±2.00 tCO2e t-1，每頭的碳足跡為0.06±0.04tCO2e。就不同養(yǎng)殖規(guī)模而言，蛋雞養(yǎng)殖散戶單位產(chǎn)量的碳足跡為3.70±0.75 tCO2et-1，比大戶高6

10、.94％。蛋雞散戶每只的碳足跡為0.05±0.01 tCO2e，比大戶低23.07％。
　　3.基于碳足跡對養(yǎng)殖業(yè)對不同溫室氣體排放貢獻(xiàn)的分析表明，生豬生產(chǎn)過程對CO2(64％)排放的貢獻(xiàn)最大，其次是N2O(20％)和CH4(16％)排放。奶牛生產(chǎn)則對CH4(51％)排放的貢獻(xiàn)最大，其次是CO2(40％)和N2O(9％)排放。而肉雞和蛋雞生產(chǎn)主要產(chǎn)生N2O(43％、51％)排放，其次是CH4(34％、23％)和CO2(23％、26

11、％)。
　　4.進(jìn)一步對養(yǎng)殖業(yè)不同生產(chǎn)階段碳足跡的分析發(fā)現(xiàn)，生豬CO2排放90％集中在飼料生產(chǎn)階段，而飼料CO2排放中73％由N肥生產(chǎn)造成，同時(shí)，飼料生產(chǎn)過程中N肥（化肥和糞肥）的施用產(chǎn)生了67％的生豬N2O排放，由此可見，減少飼料作物生產(chǎn)過程中的N肥的投入能促進(jìn)生豬生產(chǎn)減排。此外，生豬N2O排放的33％和CH4排放的99％集中在糞便處理階段，該階段大戶糞便N2O排放僅為散戶的3.8％，而散戶糞便CH4排放是大戶的2倍，這歸因于大

12、戶糞便處理普遍采用生產(chǎn)沼氣的方式。
　　奶牛CH4排放主要集中在養(yǎng)殖階段(76％)和糞便處理階段(24％)，養(yǎng)殖階段CH4排放源于奶牛胃腸道發(fā)酵。奶牛CO2排放的94％和N2O排放的85％集中在飼料種植階段，該階段的碳排放主要來自于肥料投入，尤其是草地中牛糞的施入產(chǎn)生了大量的N2O排放?？梢?，飼料生產(chǎn)過程中的肥料使用是影響奶牛生產(chǎn)碳排放的一個(gè)重要因素。奶牛N2O排放的24％和CH4排放的15％發(fā)生在糞便處理階段，該階段大戶糞便N2

13、O和CH4排放僅為散戶的18％和0.76％，其原因在于散戶糞便處理采用糞池(83％)和施肥(13％)的種方式，而大戶均用于施肥生產(chǎn)草料。而肉雞和蛋雞的CH4(100％)和N2O(93％、92％)排放集中在糞便處理階段，該階段肉雞和蛋雞養(yǎng)殖大戶的糞便碳排放顯著低于散戶?？梢?，與分散養(yǎng)殖相比，規(guī)?；B(yǎng)殖能降低糞便處理階段的碳足跡，更利于實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)低碳減排。
　　5.中國國內(nèi)溫室氣體自愿排放交易市場已初步建立，通過農(nóng)村自愿減排項(xiàng)目進(jìn)入碳

14、交易市場的潛力巨大，但亟待開發(fā)與之相關(guān)的固碳減排計(jì)量方法學(xué)。本研究以保護(hù)性耕作項(xiàng)目和秸稈固化成型燃料項(xiàng)目為例，從方法學(xué)適用條件、系統(tǒng)邊界、基準(zhǔn)線設(shè)定、碳庫及溫室氣體關(guān)鍵排放源選擇以及固碳減排計(jì)量方法等方面探討了適于國內(nèi)自愿減排碳交易市場發(fā)展的碳計(jì)量方法學(xué)。其中，保護(hù)性耕作固碳減排計(jì)量方法學(xué)提出了以秸稈還田保護(hù)性耕作為項(xiàng)目背景，以常規(guī)耕作下碳排放為項(xiàng)目基準(zhǔn)線，以耕作農(nóng)田為項(xiàng)目邊界，以施肥帶來的N2O排放、稻田CH4排放、農(nóng)用機(jī)械CO2排放

15、和秸稈焚燒溫室氣體排放為關(guān)鍵排放源，以土壤有機(jī)碳庫為計(jì)量碳庫的完整方法學(xué)理論框架。秸稈固化成型燃料減排計(jì)量方法學(xué)以規(guī)?；斩捁袒尚腿剂蠟轫?xiàng)目背景，以傳統(tǒng)能源利用方式和秸稈焚燒為項(xiàng)目基準(zhǔn)線，以秸稈固化成型燃料的生產(chǎn)、使用為項(xiàng)目邊界，以秸稈焚燒、成型燃料生產(chǎn)能耗、運(yùn)輸能耗以及燃料使用為溫室氣體關(guān)鍵排放源構(gòu)建了一整套減排計(jì)量方法學(xué)。
　　綜合上述研究，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)中，無論是種植業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè)，集約化、規(guī)?；a(chǎn)可顯著降低碳足跡、實(shí)現(xiàn)節(jié)