我国农业农村领域的温室气体排放不容忽视，它有哪些核算方法？-pg电子竞技平台

2022-06-27 14:28:02

20世纪80年代以来，全球气候变暖的趋势明显加快，由此带来了诸如冰川消融、海平面上升、极端天气多发、生物多样性遭受冲击等一系列负面影响。

虽然在早期研究中温室效应并未被看作导致气候变暖的成因，但随着研究的深入，越来越多的学者认为，以二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等为代表的温室气体大量排放是全球气候变暖的重要诱因。

为了更为有效地抑制全球变暖趋势，《联合国气候变化框架公约》应运而生，于1992年6月开放签署，于1994年3月正式生效。

该公约主要确立了应对气候变化的最终目标，并明确了发达国家应承担率先减排与向发展中国家提供资金和技术的义务。

随后，《京都议定书》和《巴黎协定》的相继签署与实施则标志着人类社会开始通过法规的形式对温室气体排放进行限制，参与签署的国家无论是发达国家还是发展中国家，都需要承诺减排目标并履行相应的减排义务。

作为《联合国气候变化框架公约》的首批缔约国，中国一直是全球气候治理的积极参与者和支持者，早在2009年哥本哈根气候大会召开前夕就确定了2020年温室气体排放控制目标；2015年，中国又与时俱进，向世界宣布新的自主减排承诺。

为了更好地履行减排责任，在2020年9月召开的第七十五届联合国大会上中国再次向全世界庄重承诺，力争在2030年之前实现碳排放量达到峰值、在2060年之前实现碳中和（即“双碳”目标）。

“双碳”目标实现的关键在于减排增汇，其中，减排是基础。

而厘清碳排放的现状及特点显然有助于科学减排策略的提出。

虽然二三产业是温室气体产生的主要源头，但农业生产部门引发的碳排放量也不容小觑。

碳源构成的差异决定了二三产业的减排路径未必适用于农业部门，而要想实现农业生产低碳转型，其关键在于对农业碳排放现状与特点的准确把握。

农业是个生态产业，农村是生态系统的重要一环。

要健全草原森林河流湖泊休养生息制度，巩固退牧还草、退耕还林成果，开展大规模国土绿化行动，加强生物多样性保护。

这方面要有个科学规划，荒山、沙漠、滩涂、森林、草原等治理要因地制宜、符合实际，不能都是一种套路。

长江、黄河流域是生态文明建设的主战场，农业农村任务十分艰巨。

长江流域要抓好十年禁渔，加强执法监督和市场监管，妥善解决好渔民转产转业和社会保障问题。

黄河流域要抓好农业深度节水控水，因水施种，发展节水农业、旱作农业，把农业用水效率提上去、总量省出来。

2030年前实现碳排放达峰、2060年前实现碳中和，农业农村减排固碳，既是重要举措，也是潜力所在，这方面要做好科学测算，制定可行方案，采取有力措施。

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中国农业碳排放现状特征分析

（一）农业碳排放时序特征分析

2019年中国农业碳排放总量为94067.21万吨，相比2005年减少了6.85%。

其中，农业能源利用、农用物资投入、水稻种植、畜禽养殖所导致的碳排放量占比依次为14.21%、26.38%、25.95%和33.46%。

2019年，中国农业碳排放强度为2.31吨/万元，较2005年下降了47.38%，从而提前完成了中国政府所承诺的2020年碳减排目标。

从整体来看，2005－2019年中国农业碳排放总量虽小幅下降但伴随着一定的年际波动。

农业碳排放强度在考察期间则一直处于下降态势，只是不同阶段的降幅存在差异。

具体到不同类型的碳源，相比于基期，农用物资投入碳排放的累计增幅最大，达到了14.76%；农业能源利用碳排放累计增幅为8.37%，居于其次。

水稻种植碳排放增幅为4.76%，居于第三。

相较而言，畜禽养殖碳排放在考察期内表现出明显的下降态势，累计降幅高达28.03%。

（二）农业碳排放省际差异分析

2019年农业碳排放量居于前10位的省份依次为湖南、湖北、河南、江苏、安徽、四川、江西、山东、黑龙江和内蒙古，上述省份农业碳排放量累计占到了全国农业碳排放总量的57.28%。

而北京、天津、上海、宁夏、海南、青海、山西、重庆、陕西和福建则依次排在倒数后10位，农业碳排放量累计之和仅占全国农业碳排放总量的10.44%。

与2005年相比，2019年有18个省份的农业碳排放总量处于下降态势且以北京降幅为最大，高达73.33%；其他12个省份仍处于增长态势且以黑龙江增幅为最大，达到了36.50%。

2019年各省份农业碳排放强度表现出了极大差异，总体而言，“西高东低”的特征明显。

其中，青海农业碳排放强度居于首位，高达9.72吨/万元；而海南农业碳排放强度最低，仅为1.11吨/万元。

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农业农村领域的碳排放源来自多方面

农业农村领域碳排放主要包括农业生产过程当中产生的甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，以及农机具运行和农村生活所消耗化石能源形成的直接二氧化碳排放。

但由于各种原因，目前农业农村领域的温室气体排放暂不包括农业生产活动中所使用的化肥、农药、饲料等外部投入品生产，以及农业生产所使用的电力等导致的间接碳排放。

根据《2006 ipcc国家温室气体清单指南》，农业生产过程中的温室气体排放源主要包括10个方面，但中国政府提交给ipcc秘书处的国家温室气体清单报告中却只包括稻田甲烷排放、农田施肥氧化亚氮排放、动物肠道甲烷排放、动物粪便管理甲烷和氧化亚氮排放、秸秆田间燃烧甲烷和氧化亚氮排放等五个方面（图中左侧黄色部分），而热带稀疏草原燃烧甲烷和氧化亚氮排放、有机土壤开垦氧化亚氮排放、土壤有机质分解氧化亚氮排放、石灰施用二氧化碳排放、尿素施用二氧化碳排放（即图中右侧绿色部分），由于目前排放源很小，加上很多数据难以获得，排放因子还没有办法进行计算，因此到目前为止，中国政府提交给ipcc的温室气体清单里不包括这五个方面内容。

在农业农村领域，农村生活以及农机渔机生产过程中所消耗的大量化石能源所产生的直接二氧化碳排放，并不算在农业农村领域，而是由能源领域进行统一汇总来计算的。

同时，对于农村建筑过程当中所形成的碳排放，则是由住建部门进行汇总的。

因此，我们现在更多关注的是在农业生产过程中产生的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放。

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我国农业农村领域的温室气体排放不容忽视

1994年、2005年、2010年、2012年、2014年，中国政府先后向《联合国气候变化框架公约》秘书处提交了5次温室气体排放清单。

从排放清单可以看出，农业领域总的排放量相对稳定，基本是在8亿吨上下浮动。

但是相对于全国的排放比例，全国的排放数逐年增高，且幅度较大。

在农业相对比较平稳的状况下，整个农业活动的碳排放所占的比例逐渐降低。

在整个排放过程当中，农业生产里的甲烷和氧化亚氮排放占比仍然较大，分别占全国甲烷和氧化亚氮排放的41%和59%。

关于传统化石燃料使用过程中的纯二氧化碳的排放大概是这样的：2015年农机渔机等生产用能消耗了约8680多万吨的标煤，农业生活用能消耗将近2.5亿吨标煤，折合温室气体是8.75亿吨二氧化碳当量。

把农村生活产生的二氧化碳排放与农业生产产生的温室气体排放相叠加，农业农村领域的整个碳排放总量约为17亿吨二氧化碳当量，占全国总量的15%左右。

也就是说，现在全国总的每年温室气体排放大概在120亿吨二氧化碳当量上下。

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农业农村领域既有碳源也有碳汇

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在农村农业领域，既有二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放，他们可以称之为碳排放源，但也有大量的碳汇基础。

所以统筹调整农业生产方式和结构，一方面可以减少碳排放源的数量，另一方面也可以大幅度增加农业生产过程的碳汇，逐步实现农业农村内部的碳中和，为全国的碳中和做出更大的贡献。

1、温室气体排放源

在温室气体排放源中，甲烷的排放源包含了稻田的甲烷排放与家畜肠道甲烷排放。

反刍动物甲烷排放与畜禽粪便在堆放过程中形成厌氧环境产生的甲烷排放量都是比较大的。

氧化亚氮

农业活动产生的氧化亚氮排放主要来自农田施肥和粪便堆放。

由于氮素多以铵态氮形态存在肥料和粪便中，在施肥或堆肥过程中，铵态氮与微量氧气通过硝化作用产生硝态氮，硝态氮通过扩散进入周围厌氧区域发生反硝化作用，释放氧化亚氮。

它对温室气体的贡献率相较于二氧化碳，是265倍，所以氧化亚氮的排放温室气体效应还是相当的大。

二氧化碳

在农业生产过程中，各类机械设备、种植养殖用能设施以及农村生活中的炊事、取暖、洗浴、照明等，都需要花费大量的化石能源。

这些化石能源所排放的二氧化碳基本上是纯的二氧化碳。

化石能源都是由碳氢化合物组成的，燃烧时会释放二氧化碳，使大气环境中二氧化碳浓度增加。

2、温室气体吸收汇

农田碳汇

在碳汇方面，农田土壤作为根茬、秸秆、畜牧粪便等农业废弃物的消纳地，可以把一些有机碳储存在土壤当中发挥碳汇的功能。

当然，如果耕地过度开垦使用，又会使土壤中大量的有机碳矿化分解为二氧化碳又排放到大气当中，反而容易出现碳失衡的状态。

因此，对于过度的开垦或者说频繁的深耕，我们应该尽可能避免。

渔业碳汇

渔业碳汇主要说的是我们在生产一些贝类产品的时候，可以吸收水体和空气中的二氧化碳，形成颗粒的有机碳，变成碳酸钙的贝壳。

在生产贝壳过程当中，可以将之从水体中捞走，再让水体生产新的贝类，吸收更多水体和空气中的二氧化碳。

在这一过程中，我们也称之为可移出的一种碳汇。

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农业农村领域碳排放核算方法较为复杂

在整个农业农村领域，碳排放的核算方法比较复杂，既有一些现成的公式和排放因子可以直接应用，也有一些是需要通过常年累计的监测，总结出其共性和规律，通过数学模型的方式来实现。

此外，根据不同的地域，不同的气候，不同的作物生长季，其碳排放情况也是不一样的。

目前，联合国政府间气候变化专门委员会（ipcc)通过的方法包括1996年、2000年、2006年、2013年版《ipcc国家温室气体清单指南》。

我国提交的2014年第二次更新报告中农业温室气体清单，主要以2000年、2006年版《指南》进行核算。

该《指南》提供了3个层级的排放核算方法，方法选择主要根据排放源的重要性和数据的可获得性确定，方法层级越高，越符合实际情况。

农业农村领域碳排放的核算方法也采用了国际上通用的三大方法学。

方法1：采用ipcc推荐的排放因子；

该方法主要用于排放量占比较小的非关键排放源（同一类型排放量按照降序排列，其总和不足总排放量5%的排放源）。

比如秸秆田间焚烧会产生少量的甲烷和氧化亚氮，采用该方法核算。

如果缔约方对本国关键排放源没有核算排放因子，也可采用该方法。

方法2：采用ipcc推荐公式和本国特有参数核算排放因子。

《公约》要求各缔约方对本国排放量占比较大的关键排放源（同一类别排放量按照降序排列，其总和达到总排放量95%的排放源），进行排放因子测算，以便更符合本国实际情况，也能有效检验本国的减排贡献。

该方法比方法1复杂，但较为科学、精准。

我国农用地氧化亚氮排放、动物肠道甲烷排放、粪便管理甲烷和氧化亚氮排放等，基本采用该方法核算。

方法3：采用模型计算排放因子。

该方法主要用于时空差异较大或精准度要求较高的关键排放源，需要输入高分辨率的数据。

该方法可以核算较小尺度的温室气体排放。

我国稻田甲烷排放和农田土壤碳汇，受气候条件、土壤类型、农艺措施等影响较大，采用该方法核算。

结合中国的实际情况，我国曾发布了国家和省级的排放因子。

目前在计算碳排放时，主要以方法2的方式进行计算。

另外，对于一些比较特殊，时空差异较大，且要求精准度较高的关键性排放源，就需要用一些特定模型和数据库的方式来计算。

方法3要求长期稳定的监测手段和统计的方法，相对来讲也更加科学和复杂。

具体的核算方法相对复杂，这里只简单给大家做个介绍。

稻田甲烷排放

稻田甲烷的排放按照方法3，采用中国稻田甲烷模型（ch4mod）进行核算。

该模型由中国科学院大气物理研究所开发，是ipcc推荐用来计算稻田甲烷排放方法之一。

要求对于不同地区的气候、土壤和栽培的早稻、晚稻等，要进行不同的模型数据分析，可以计算出不同类型、不同地区稻田甲烷的排放因子。

根据该模型核算，2014年我国稻田甲烷排放量为1.87亿吨二氧化碳当量，占整个农业温室气体排放量的22.6%。

现在，据说我们正准备向ipcc提交第5次国家排放清单，过程当中有可能会有新的一些变化。

农用地氧化亚氮排放

农用地氧化亚氮排放按照方法2核算。

我们国家采用的是国家和生殖级的排放因子来进行，利用ipcc提供的计算公式来进行计算。

按照这个方法，2014年我国的农用地氧化亚氮排放量2.88亿吨二氧化碳当量，占农业温室气体排放量的34.7%。

大家可以看到，农用地由于肥料的施用以及土地本身的排放，它的排放量要比稻田甲烷高。

我们知道，稻田甲烷是22%多，现在氧化亚氮是34.7%。

动物肠道甲烷排放

比较大的排放源是动物肠道，也就是我们说的反刍动物甲烷的排放。

动物肠道甲烷排放量由不同类型动物年末存栏量乘以相应肠道甲烷排放因子获得。

动物肠道甲烷排放计算中，牛、羊、猪等关键排放源采用方法2核算，马、驴、骡等非关键排放源采用方法1核算。

全世界基本上采用的方法都是统一的，也就是用ipcc所推荐的排放因子。

2014年我国动物肠道甲烷排放清单核算了肉牛、奶牛、山羊和绵羊等12种动物甲烷排放，排放甲烷量达到了2.07亿吨二氧化碳当量，占农业温室气体排放量的24.9%，比稻田甲烷多，但比土壤的氧化亚氮要少一些。

粪便管理甲烷和氧化亚氮排放

在粪便管理过程中，甲烷和氧化亚氮的排放核算方法实际上跟反刍动物的相类似，由不同气候区域、不同类型动物年末存栏量乘以相应粪便管理方式的排放因子获得，都采用的是方法2和方法1进行核算。

据核算，2014年我国动物粪便管理甲烷排放量为6625万吨二氧化碳当量，氧化亚氮排放量为7223万吨二氧化碳当量，占全国农业温室气体排放量的8.7%。

秸秆田间焚烧温室气体排放

秸秆田间焚烧时，由于燃烧不充分会产生少量的甲烷和氧化亚氮。

考虑到我国禁止秸秆露天焚烧，其温室气体排放量很小，采用方法1核算。

秸秆田间焚烧甲烷和氧化亚氮排放量由秸秆焚

烧量乘以《指南》推荐的排放因子进行核算。

据核算，2014年我们国家向ipcc提供的排放清单里，全国秸秆田间焚烧甲烷和氧化亚氮排放量为0.09亿吨二氧化碳当量，占全国农业温室气体排放量的1.1%。

相信在国家对秸秆田间禁烧的高压政策下，未来我国秸秆田间焚烧的排放量应该是趋于零的。

农田土壤碳汇

农田土壤的碳汇采用的是方法3，根据自己所构建的agro-c模型进行计算。

该模型是由中科院大气物理研究所开发出来的，通过模拟秸秆、根系和有机肥等进入土壤以及通过分解作用离开土壤的过程，计算农田土壤碳库的变化。

据核算，2014年我国农田土壤碳汇量为0.47亿吨二氧化碳当量。

农机渔机作业和可再生能源替代

除了农业生产过程当中的甲烷、氧化亚氮排放，还有很多的纯二氧化碳排放。

因为没有纳入到农业活动当中进行核算，所以我们采用能源替代的方式来进行的计算，把它作为一种减排措施进行计算。

所以像农机渔机耗油的机械排放或者说替代，是由国家发改委能源所采取方法1进行的核算。

在这种核算下，我们国家农机渔机等能源消耗，二氧化碳排放量是1.38亿吨，这是纳入到了国家能源部门进行的核算。

在农业农村领域还有大量的可再生能源的资源，包括农业生产过程中产生的废弃物资源。

虽然他们不属于排放清单的核算范围，但它是减排的一种措施，具有可替代化石能源的功能，因此是以核算减排量的方式进行计算的。

据专家估计，2015年我们国家的生物质成型燃料、沼气、生物天然气、秸秆热解气等再生能源替代化石燃料的减排量大概约为0.52亿吨二氧化碳当量。

虽然现在总量不太高，但我坚信其潜力还是很大的。

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