农业活动温室气体排放清单编制专题年度进展报告

2015-1-11 09:31 来源: 国家信息通报

农业活动温室气体排放清单编制专题年度进展报告

1. 专题背景

  《联合国气候变化框架公约》要求所有缔约国都必须提交国家信息通报。为了履行UNFCCC的义务,中国必须准备初始国家信息通报。对于发展中国家,国家信息通报的内容包括:一个国家温室气体源汇清单,政府为履行公约义务而采取的步骤的总体描述,以及政府认为与信息通报有关且适宜于放入信息通报的相关信息。农业生产过程是温室气体(CH4、N2O)的一个重要排放源,其排放主要来自水稻田及其他施肥农田、家畜及其粪便等废弃物。编制农业温室气体排放清单是编制国家级排放清单的重要组成部分。

1.1专题介绍

  农业活动温室气体排放清单主要包括四部分:1)中国稻田甲烷排放清单、2)中国农田氧化亚氮排放清单、3)中国反刍动物甲烷排放清单和4)中国动物废弃物甲烷和氧化亚氮排放清单。

  1) 稻田是甲烷排放的主要源之一。中国水稻种植面积占世界水稻总面积的20.6%(95年),约占全国耕地面积的四分之一,涉及28个省。以长江中下游、成都平原、珠江三角洲、云贵川丘陵与平原、浙闽海滨和台湾平原最为集中。不同水稻种植区的气候、土壤条件各不相同,水稻品种、耕作制度也有相当大的差异。另外,灌溉管理、有机肥与化肥类型和施用方式以及水稻品种等因素都会对稻田的甲烷排放产生影响。本次清单工作将采用MERP模型和IPCC方法联合计算中国稻田甲烷排放清单。

  2) 农田是N2O的一个主要排放源。农田温室气体N2O排放清单主要包括农田土壤N2O直接排放量和N2O间接排放量,以及焚烧秸秆和动物粪便释放的N2O排放量。农田土壤直接排放N2O主要是由于施用氮素化肥和有机肥、豆科作物生物固定氮、作物秸秆还田和有机土耕种(中国可以忽略)引起的;农田土壤间接排放N2O则是由于大气中的氮(包括氮肥和动物废弃物中的N挥发到大气中)沉降到农田以及氮的淋溶或径流损失所造成的。因此计算农田N2O排放量首先要确定主要排放源及其活动水平数据,还有N2O排放因子以及N2O排放量的不确定范围,才能提供一份较为准确的农田N2O排放清单。本次清单采用IPCC方法和IAP-N模型同时进行计算。

  3) 动物是甲烷排放的另一主要源。中国是动物饲养量最大的国家之一,1990年中国反刍动物甲烷排放量占全球动物甲烷排放量排放量的7.2%。随着经济发展、人民生活水平提高,动物饲养量剧增,甲烷排放量也将直线上升。

  4) 动物粪便被认为是又一甲烷主要的排放源,全球动物粪便甲烷排放总量为20-30Tg/yr,占已知人为甲烷排放量的5.5-8%。动物粪便在处理和存放过程中还排放大量的氧化亚氮。全球动物粪便氧化亚氮排放两大约为200万吨,占已知认为排放源的14%。中国是动物饲养量最大的国家之一,据初步估算,1990年中国畜禽粪便的甲烷排放量约为723.6-1066.0Gg,动物粪便氧化亚氮排放量约为24.6万吨。随着人民生活水平的提高和膳食结构的改变,集约化饲养的动物数量及粪便排泄量会继续增加,畜禽粪便的甲烷排放量必然增加。因此,准确估算我国动物粪便甲烷、氧化亚氮对准确估算我国温室气体排放总量有重要的意义。

  本专题在清单计算工作中将减少以往工作中对农业活动水平数据和排放因子的不确定性,最终提交一个方法科学、数据透明、格式一致、结果可比的1994年和2000年农业活动温室气体排放清单。

1.2 分包合同中本年度的主要活动概述

  本专题工作于2001年10月起开始实施。原计划2001第四季度至2002年第三季度的工作内容如下:

表 1. TOR3清单工作进度安排

年度
2001
2002
2003

季度

活动

4
1
2
3
4
1
2
3
4
1)活动水平数据的收集与核对
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2)研究和确定排放因子
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3)清单计算  
 
 
 
 
 
 
 
 
4)国内培训班
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5)国内研讨会  
 
 
 
 
 
 
 
 
6)国际培训与考察  
 
 
 
 
 
 
 
 
7)分析仪及检测等设备的采购  
 
 
 
 
 
 
 
 



1.3分包合同中本年度的主要产出概述

表2. TOR3活动产出

活动
产 出

活动水平数据的收集与核对

1)建立省级主要类型农作物(17种农作物)的播种面积、产量数据库,以及省级氮肥消费、灌溉制度、品种等数据资料的数据库;主要类型动物(11种家畜)的数目及其年龄结构、饲料结构、采食量、动物废弃物产量、动物废弃物管理系统类型、动物废弃物在各个管理系统之间的分配系数、各管理系统的废弃物利用方式等的典型样县调查数据库。
2)建立CH4、N2O排放因子的观测数据及相关信息的数据库;建立典型区域及全国农业土壤和气象等相关信息的数据库。
3)建立与农业温室气体排放相关的农业活动水平的测量数据、调查数据和空间外延数据的数据库。
研究和确定排放因子
主要类型稻田的甲烷排放因子;主要类型农田的氧化亚氮排放因子;反刍动物(奶牛)甲烷排放因子;主要管理系统的甲烷和氧化亚氮排放因子。
清单计算
已经开始进行计算分区域分类型的稻田甲烷排放量;分区域分类型的农田氧化亚氮排放量;分区域分类型的反刍动物甲烷排放量;分区域分类型的动物废弃物甲烷和氧化亚氮排放量的工作。
国内培训班
完成3期国内培训活动,包括编写培训教材,举办农田甲烷、氧化亚氮现场观测和动物及其废弃物甲烷、氧化亚氮培训班,并提交了总结报告。
国内研讨会
举办了1次国内研讨会总结报告。
国际培训考察
已完成4人次国外培训与考察任务
分析仪及检测等设备的采购
定购NOx分析仪(42C)两台、土壤硝化-反硝化分析仪(BAPS 100SC-3)一台、O3分析仪(49C)两台、色谱仪(HP6890)两台、氢气发生器两台、电子天平(BD211D)

2. 专题管理

2.1专题组织机构  

  本专题参与人数达120人(包括主要工作组成员、专家、数据收集人员等)。为保证TOR3的顺利实施,达到预期目的,TOR3的实施过程将以下列形式进行组织管理。


  ·设立TOR3政策与技术指导小组,负责对TOR3具体实施方案的各个关键环节进行政策的和技术的把关,并负责解决TOR3实施过程中的出现的技术等问题,以保证最后提交的农业温室气体清单的高质量。其成员主要是国家有关部门领导及温室气体清单和气候变化研究领域的资深专家。

  ·成立TOR3工作组,从技术上和组织管理上具体负责实施TOR3的各项计划与相关活动。其成员均是农业温室气体源汇过程和清单研究领域的优秀研究人员(均具有副研究员以上专业技术职称或具有博士学位)。拟组成TOR3工作组的人员及其在TOR3中的具体分工如表3。工作组组长由郑循华博士担任,负责TOR3实施过程的组织协调和完成TOR3实施报告及农业温室气体清单报告。各成员将严格分工,各负其责,并定期汇报其负责的工作。各工作组成员将根据其任务需要,具体负责组织有关单位的有关人员来完成数据调查与分析、数据库建设、模式改进与验证、相关要素的补充测定、清单计算等工作。

表3. TOR3工作组成员及分工

姓名 职称 专长 TOR3中的分工 工时(人月)
王明星 研究员 农业温室气体过程与清单 TOR3总体技术把关,编写清单报告 6
郑循华 副研究员/博士 农业温室气体过程与清单 TOR3的总体组织协调﹔
农田N2O清单总体。
20
黄耀 研究员/博士 稻田甲烷模拟与清单编制 稻田甲烷排放清单总体 15
王跃思 研究员/博士 农田甲烷和氧化亚氮观测 现有农田甲烷和氧化亚氮排放及相关信息观测资料的收集与分析 10
徐星凯 副研究员/博士 农田温室气体排放相关因子的地理信息系统数据库建设 土壤、气象资料的收集整理及空间数据库的建立 15
延晓冬 副研究员/博士 温室气体排放过程模式及相关参数化方案的制定 农田氧化亚氮排放相关要素的调查、分析与参数化 15
张仁健 副研究员/博士 温室气体变化过程模拟 模式参数的确定 10
李晶 助研/博士
稻田甲烷排放过程模拟 稻田甲烷排放模式的改进、验证与排放因子计算 21
杨昕 助研/博士 陆地碳循环过程模拟 农田温室气体排放影响要素的调查、分析及空间外延数据库的建立 15
王长科 博士后 湿地温室气体排放观测 稻田甲烷排放排放相关因子的调查与分析 15
王秀玲 高工 数据处理 数据处理 20
韩圣慧 博士后 农田氧化亚氮排放观测与模拟 农田氧化亚氮排放的模式计算方法与IPCC方法的比较 20
林而达 研究员 动物及废气物温室气体排放 动物及废气物温室气体排放清单总体 10
董红敏 研究员/博士 反刍动物甲烷排放 反刍动物甲烷排放清单总体 20
李玉娥 副研究员 动物废弃物甲烷和氧化亚氮排放 动物废弃物甲烷和氧化亚氮排放清单总体 20
郭李萍 副研究员/博士 动物废弃物管理系统的温室气体测定 动物废弃物管理系统温室气体排放的有关因子数据收集与分析 20
陶秀萍 助研/博士 反刍动物甲烷排放的测定及清单编制 反刍动物甲烷排放的有关因子数据收集与分析、排放因子计算与清单编制 20

  ·TOR3政策与技术指导小组和工作组共设一个办公室,挂靠在中科院大气所LAPC,常设兼职业务秘书两名,拟由李晶博士和韩圣慧博士共同担任,负责与ECPINC项目办公室,CICETE,省、地、市有关行业部门,相关研究单位及国内、国际组织进行日常联系,同时管理工作组的日常业务,初步编写有关报告和文件等。

  ·TOR3工作组研究人员根据各自的任务,分别与相关行业的专家和相关省区的政府部门密切合作,以保证所收集的数据的质量。

  ·召开政策与技术指导小组工作会议、工作组办公会议和国内有关专家参加的研讨会,讨论TOR3的具体实施事宜和相关技术难题,提高信息通报的编写能力。

  ·举办由国内行业技术人员、行政管理人员和决策人员参加的培训班,提高公众意识,保证信息通报的质量。

  中国科学院大气物理研究所为TOR3的主持单位,负责实施TOR3工作计划的组织协调,向项目办提交TOR3工作进展报告、相关文件和最终报告等;完全负责完成中国稻田甲烷排放清单、中国农田氧化亚氮排放清单和编制中国农业温室气体排放清单的工作。中国农业科学院农业气象研究所为TOR3的主要协作单位,完全负责完成中国反刍动物甲烷排放清单及中国动物废弃物甲烷和氧化亚氮排放清单的工作。

2.2专题启动会

  TOR3课题启动会于2001年12月13日下午在中国科学院大气物理所礼堂召开。参加会议的有项目主任高广生、项目经理马爱民、项目协调员徐华清、国家气候变化协调小组办公室的孙翠华和李丽艳、外交部条法司的冯青虎、科技部农社司的吕学都、农业部科技司的李波、中国气象局王邦中、中国科学院资环局刘健、黄铁青、胡非、国家环保局任阵海、中国林业科学院徐德应以及其他有关专家共计50多人参加了此次会议。与会专家和有关部门领导就课题实施中拟采取的方法和技术路线提出了一系列的建议和要求,并明确了一系列的注意事项,供课题组进步完善具体实施方案和在清单研究过程参考和采纳。

2.3专题的协作单位与咨询专家

  主要协作单位(3个):中国农科院农气所、南京农业大学、江苏无锡市安镇年余村农场。

  咨询专家由下列人员组成:高广生(国家计委),孙翠华(国家计委气候办),马爱民(国家计委气候办),吕学都(科技部),李丽艳(国家计委气候办),高风(外交部条法司),贾桂徳(外交部条法司),李波(农业部),王明星(中科院大气所),王会军(中科院大气所),林而达(中国农科院),周大地(计委能源所),胡秀莲(计委能源所),徐华清(计委能源所),任阵海(中国环科院),徐德应(中国林科院),王邦中(中国气象局),邢光熹(南京土壤所),陈冠雄、沈善敏(沈阳生态所),郭焱、林杉(北京农业大学)。指导小组组长由王明星研究员和马爱民副处长共同担任。

3. 年度专题执行情

3.1概述

  本年度专题按计划执行,收集并核实主要农作物和主要家畜活动水平数据,收集或检测一些主要参数,以及各个子专题所需的CH4、N2O排放因子。

3.2研究活动

  1) 在无锡和南京野外生态实验站监测稻麦轮作农业生态系统下,温室气体(CH4和N2O等)的排放过程;

  2) 从全国各地采集当地典型农田土壤,在相同农事活动操作下监测温室气体的排放;

  3) 实际测定奶牛的饲料消化率和甲烷转化系数,主要采用SF6示踪法实际测定奶牛的甲烷排放系数;

  4) 对一些动物粪便管理方式的温室气体排放通量进行了测定;

  5) 开展有关稻田甲烷排放、农田氧化亚氮排放的各种农事活动的农户调查活动;通过实际调查,获得了部分地区的典型动物体重、日增重、产奶量等数据;

  6) 参加了第三届非CO2温室气体排放国际学术研讨会。

3.3进度

  本专题严格按照合同要求,进展顺利。

2001.10-12 定购NOx分析仪(42C)两台、土壤硝化-反硝化分析仪(BAPS 100SC-3)一台、O3分析仪(49C)两台、色谱仪(HP6890)两台、氢气发生器两台、电子天平(BD211D),仪器都于2002年4月到货,验收。

2001.12 本专题启动会在大气所召开。

2001.10-2002.8

  1) 完成省级主要农作物播种面积、产量等数据资料收集和核实工作,以及收集和核实该地区的氮肥消费量情况。主要农作物包括:小麦、大麦、玉米、水稻、高梁、大豆、豆类作物(除大豆外)、棉花、薯类、甘蔗、甜菜、油菜、芝麻、蔬菜类以及麻类、烟草作物等17种;以及确定各类稻田的种植面积;

  2) 收集上述主要作物的收获指数、干重比、含氮量;

  3) 收集以往在某些典型地区、典型农业生态系统中检测得到的N2O的排放因子。这些地区主要分布在河北河南辽宁、江苏、湖南、广州等部分地区。同时还收集整理上述地区和黑龙江浙江安徽、湖北、云贵高原地区、西藏陕西等地区平均施肥状况;

  4) 收集省级农村做燃料用的秸秆消费量数据;

  5) MERP模式的改进和可靠性验证,并利用改进的MERP模式计算稻田甲烷排放因子;

  6) 调试N循环模型IAP-N;

  7) 建立无锡和南京野外生态实验站,监测稻麦轮作农业生态系统下,温室气体(CH4和N2O等)的排放过程。同时也在进行其它过程试验研究,研究各种环境因子对稻田氧化亚氮排放因子的影响,包括土壤特性,灌溉方式以及农作物不同种植密度下对温室气体排放的影响,并监测耕作层刨面土壤内温室气体浓度,用此方法来间接计算耕作土壤温室气体的排放量。另外我们还从全国各地采集典型农田土壤,在相同农事活动操作下监测温室气体的排放。

  8) 收集并核实分地区主要家畜和家禽(共11种)年末存栏数统计数据,及其年龄结构、饲料结构、采食量、动物废弃物产量、动物废弃物管理系统类型、动物废弃物在各个管理系统之间的分配系数、各管理系统的废弃物利用方式等的典型样县调查数据库。主要家畜包括猪、奶牛、黄牛、水牛、山羊、绵羊、马、驴、骡、骆驼、鸡;

  9) 精确到县级的上述部分数据也同时收集了。家畜数据只有牛、猪、羊。农作物数据缺少蔬菜产量、甜菜和甘蔗播种面积及产量;

  10) 四个子专题都确定了本专题清单的计算方法。

2002.5 在中国科学院大气物理研究所召开了TOR3专题第一次国内研讨会;

2002.7 在无锡举办农田温室气体排放因子野外现场观测培训班;
   在中国农业科学院畜牧研究所举办有关动物、动物粪便温室气体排放测定方法培训班;

2002.7 大气所派出大批人员到样县抽查农户,进行数据调查工作。调查表共计600份;

2002.8新疆乌鲁木齐市举办动物甲烷排放检测方法培训班;

2002.8 TOR3四个专题均已开始进入清单计算工作阶段。

3.4人员培训与考察

  共有4人次完成国际培训与考察任务。举办国内培训班3期。

  中科院大气物理所王跃思研究员于2002年2月6日到3月6日在德国Fraunhofer大气环境研究所,进行痕量气体排放的监测方法方面的培训和合作研究,并在2月10日到13日到德国北部的吉尔大学进行访问考察。一个月的培训时间,找到了一些陆地生态系统箱法观测微量气体过程中一些难题的解决办法,给我们专题的野外实验提供了很好的技术支持。

  中科院大气物理所王明星研究员于2002年6月23日到7月23日在德国气象与气候研究所,区域大气环境研究室进行了考察访问。在此期间王明星教授在6月24-28日参加了UNFCCC在柏林举行的评估2002年提交的国家清单的会议,考察了发达国家提交的国家温室气体排放清单。同时考察学习先进的国外数学模型设计方法,学习如何解决复杂过程模型建立的参数化问题,以及学习如何进行模型的模拟与预测,用于我国温室气体排放清单的建立。

  中国农科院农气所董红敏研究员和李玉娥研究员于2002年1月21-23日在荷兰马斯赫里特参加了由荷兰环境协会主办,USEPA、FAO、UNFCCC/SUBSTA等机构联合组织的"第三次非二氧化碳温室气体排放国际研讨会",来自30多个国家和国际机构的190名科研人员、政府代表、国际组织和非政府组织代表在本次会议中交流了非二氧化碳温室气体排放的最新研究成果及减少温室气体排放的技术和方法。之后,继续采集美国环保局于2002年1月24-26日在荷兰马斯赫里特组织举办了"非二氧化碳温室气体排放网会议"。

  董红敏研究员和李玉娥研究员利用其他国际合作项目出访的机会,分别访问了日本国立畜产研究所和英国SILSOE研究所,了解了日本动物甲烷排放测定及清单编制方法和英国动物粪便温室气体排放清单编制方法。通过参加这两次国际学术会议和学术交流,了解了主要发达国家动物甲烷排放的测定方法和清单编制所采用的方法,对高质量完成本项目有很大帮助。

  TOR3 第一、第二专题2002年7月3-8日在江苏无锡举办农田温室气体排放因子观测野外现场培训班。对即将在各个站点全面负责观测实验的骨干人员,进行为期一周的现场授课、演示和实际操作,使各受训人员全面掌握野外现场观测农田温室气体排放因子的观测方法原理和技术细节。为项目提供质量保证的实验数据。

  TOR3第三专题培训班于2002年8月13日在新疆乌鲁木齐市举办。参加培训班的人员总数为40人,分别来自15省。培训了检测动物甲烷排放机理、测定技术、清单编制方法和需要收集的数据及数据表格的填写进行了培训。

  TOR3第四专题培训班于2002年7月18日在中国农业科学院畜牧研究所举办,就有关动物、动物粪便温室气体排放测定方法、排放总量计算和研究结果的重要性向30余名专家和技术人员作了详细的讲解,并就所需要调查的数据及定义向参加会议的人员进行了详细的解释和说明。

  培训人员从以上的培训过程中学到了大量的关于气候变化的知识,提高了公众对气候变化的意识。

3.5财务

  建立专有帐户,专人管理,实行专款专用制度。预算经费总额为723,100美元,经费主要用于实施按时间进度安排的各项活动。其子合同、国际专家、仪器设备、国际培训与考察分别预算开支545,100美元、18,000美元、120,000美元和40,000美元。2001年12月20日得到课题拨款270.3万元,之后拨给农科院94.8万元,实际到款额为175.5万元

3.6设备采购

  与其他课题相比,TOR3的设备采购任务繁重,课题启动后,积极进行仪器设备的采购工作,12万美元的仪器设备于2001年底已经订货完毕,其中包括NOx分析仪(42C)两台、土壤硝化-反硝化分析仪(BAPS 100SC-3)一台、O3分析仪(49C)两台、色谱仪(HP6890)两台、氢气发生器两台、电子天平(BD211D)一台等。2002年4月份到货,经过实验室的调试,已经全部投入野外和实验室的实验之中,目前运行状况良好。

4. 年度专题执行的主要产出

4.1概述

  建立主要农作物和主要家畜活动水平数据数据库,一些主要参数数据库,以及CH4、N2O排放因子数据库。

4.2排放源定义

TOR3专题一:

  甲烷的主要排放源是淹水稻田,涉及全国28个省。以长江中下游、成都平原、珠江三角洲、云贵川丘陵与平原、浙闽海滨和台湾平原最为集中。全国稻区划分为6个稻作区,16个稻作亚区

TOR3专题二:

  农田温室气体N2O排放源主要包括直接排放源和间接排放源,另一N2O排放源是焚烧秸秆和动物粪便。N2O直接排放源主要有施用的氮肥和有机肥、豆科作物生物固定氮、作物秸秆还田和有机土耕种(中国可以忽略);N2O间接排放源有大气中的氮(包括氮肥和动物废弃物中的N挥发到大气中)沉降到农田以及氮的淋溶或径流损失。

TOR3专题三:

  动物体排出的甲烷气体,动物类型主要为奶牛、水牛、黄牛和羊。

TOR3专题四:

  主要动物(猪、奶牛、黄牛、水牛、山羊、绵羊、马、驴、骡、骆驼、鸡)粪便甲烷排放、氧化亚氮排放。

4.3清单编制方法的评价与选择

TOR3专题一:

  IPCC稻田甲烷排放清单的编制方法的计算公式:

    CH4 Emission from rice production(Tg/Yr)=∑i∑j∑k(EFijk·Aijk·10-12)

其中:EFijk是在i、j、k情况下的季节排放因子单位是g CH4/m2,Aijk是在i、j、k情况下的收获面积单位是m2/yr,i、j、k是代表不同的水稻类型,不同水管理和其他影响水稻甲烷排放的情况。

  IPCC报告中指出应该考虑的影响排放因子的因素包括:水稻种植区域;水稻类型(早稻、晚稻、单季稻等);水稻生态系统(灌溉、雨养、深水等);水管理(连续淹水、间歇灌溉等);有机肥的施用(绿肥、秸秆、堆肥等);土壤类型(现在还没有包括在IPCC Guidelines 中,因为没有标准的活动水平数据)。并且推荐使用Ding et al. 1996 and Huang er al. 1998 的模型计算稻田甲烷排放的排放因子。

  IPCC方法(1996)的突出问题表现在:排放因子的缺省值只是根据浙江杭州一个实验点的观测数据给出的,不具备代表性;不同灌溉稻田类型无种植面积统计数据;无有机肥施用统计数据。

  我国稻田甲烷排放清单的编制方法:总体遵循IPCC的方法和要求,保持与其他国家的一致性和可比性,对于水稻类型按照种植系统划分,便于找到各类稻田的种植面积的统计数据,稻田CH4排放因子采用大气所拥有独立产权并且被IPCC推荐使用的模型进行计算(Ding et al. 1996)。

TOR3专题二:

  IPCC提供了两种清单编制方法。一种是N2O排放因子直接采用IPCC默认值,另一种是采用具某地区有代表性、已有N2O排放因子的检测数据计算。当此某地区专有N2O排放因子数据存在,则采用该数据进行计算(IPCC方法2),如果该地区没有进行N2O排放因子观测,则采用IPCC的默认值(IPCC方法1)。

  另外,我们还用我所建立的N循环模型IAP-N来做同步计算我国农田N2O排放量。此模型的最大优点是更加充分考虑生物固氮及大气氮沉降,以及氮累积对N2O排放的影响。

TOR3专题三:

  IPCC提供了两种清单编制方法,本专题根据实际情况确定了不同动物排放源清单编制方法。见表4。

表4. 不同动物排放源清单编制方法

主要家畜类型
方法
非奶牛
方法2
奶牛
方法2
水牛
方法2
山羊
方法2
绵羊
方法2
方法1
方法1
方法1
方法1
骆驼
方法1

TOR3专题四:

  根据数据的可获得性、以前的研究结果估算的排放源的重要性和IPCC的清单编制指南的质量控制标准中提出的各国尽可能采用较复杂的方法的原则,确定了估算动物粪便甲烷、氧化亚氮将采用的方法。估算各种动物粪便甲烷和氧化亚氮排放清单将采用的方法如表5。

表5. 估算各种动物粪便甲烷和氧化亚氮排放的方法

主要家畜类型
甲烷
氧化亚氮
方法2
方法2
非奶牛
方法2
方法2
奶牛
方法2
方法2
水牛
方法2
方法2
山羊
方法2
方法2
绵羊
方法2
方法2
方法2
方法2
方法1
方法1
方法1
方法1
方法1
方法1
骆驼
方法1
方法1

  以上各子专题均对清单活动水平数据进行了较细致的QA/QC分析,核查排放系数,并邀请来自生产、科研和政府机构的有关专家评审,以保证数据的可靠性。

4.4活动水平数据收集情况

  1) 分地区(省级)主要农作物活动水平数据收集(1978-2000)的比较全面,县级数据还不完全。气象台站的气象数据、土壤数据(第二次全国土壤普查的数据)、氮肥消费数据。目前正在收集和整理农户调查数据。主要参见3.3。

  2)1994年度和2000年度全国及各省市、地县的各类牲畜(反刍和单胃动物)数量收集。及家畜、家禽养殖场的分布状况,粪便管理方式的污水产生量及污水特性。正在收集以下数据:样点县的动物饲养量、群体结构、饲料特征、动物粪便排泄量以及动物粪便管理方式等数据。

4.5排放因子数据收集情况

  1) 收集整理了我国以往十多年的田间观测的排放因子数据,包括主要的水稻种植区域和水稻种植类型,用于改近和验证稻田甲烷排放模型。

  2) 查询到以往文献发表的在典型地区、典型农业生态系统中检测得到的N2O的排放因子。这些地区主要分布在河北、河南、辽宁、江苏、湖南、广州等部分地区。

  3) 无锡和南京野外生态站一直在观测长江中下游地区典型农作形式-稻麦轮作系统下,CH4、N2O、CO2、NO、NO2的排放因子及排放通量。

  4) 近3个月的实验准备阶段,实际测定奶牛的甲烷排放量,确定了其甲烷的排放系数,为修正IPCC指南中排放系数提供了科学依据。不久将开展黄牛、水牛、羊等动物的测定。

  5) 测定放牧过程中牛粪便甲烷、氧化亚氮和CO2排放通量,测定堆放处理方式的牛粪甲烷、氧化亚氮和CO2排放通量,测定堆肥过程中猪粪甲烷、氧化亚氮和CO2排放通量。

4.6人员培训等能力建设情况(详见3.4)

  1) TO5R3第一、二专题出国培训和考察两人,共同举办培训班一次,建立了年轻精干的科研队伍。

  2)TOR3第三、四专题分别举办一次培训班:(1)2002年7月在中国农科院畜牧研究所;(2)2002年8月13日新疆乌鲁木齐。此外还参加了一次国际学术会议和一次日本考察活动。

5. 执行过程中存在的主要问题及拟采取的解决办法

5.1存在的主要问题

TOR3专题一:

  一些活动水平数据比较难以获得,例如:不同地区水稻播种、移栽和收获的时间;有机肥(如绿肥、粪肥、秸秆还田量)和不同种类化肥(硫酸酸类等)的施用类型、施用量及施用日期、不同地区是否有烤田操作、水稻田的前茬作物的类型及产量。

TOR3专题二:

  1)IPCC方法的N2O排放因子(EFi)为0.25%~2.25%,平均1.25%。我国主要农业生产区多年检测的结果来看,与IPCC排放因子相比偏小;而只有大豆田N2O排放因子普遍较大。其次我国幅员辽阔,农业生产系统的错综复杂,农业土地利用类型多达十多种;不同地貌、不同土壤类型、主要作物生长区不同管理方式等对排放因子EFi都有影响;田间施肥状况、作物残余物、土壤结构、排水条件、土壤温度、土壤湿度等条件地变化也影响排放因子EFi的大小。所以确定我国农田N2O排放因子是一个关键性问题而且难度很大。

  2)没有关于秸秆还田率和有机肥施用量数据的统计资料。涉及作物秸秆N及动物和人的排泄物N用于农田的资料非常有限。不同地区,肥料施用量及施用的种类有差异,即使某地区施用有机肥,也未指明动物的粪肥量,秸秆还田量。基本都是二者混合的沤肥施用量。

TOR3专题三、四:

  在2002年5月9日,中国科学院大气物理所召开的UNDP/GEF项目第三课题(TOR3)--农业活动温室气体排放清单编制研讨会上有关专家就利用SF6示踪法测定反刍动物甲烷排放的方法阐述了自己的观点,希望本课题组能重视,加强方法的可靠性和准确性的对比研究。

5.2拟采取的解决办法

  1) 继续不断查询文献中关于肥料施用制度,及有关N2O排放因子的资料;

  2) 按种植区域和气候带分区域进行县级抽样调查(600份)和统计分析,已经将入户调查表发到调查员手中,近期将收回,预计可以获得大量的有关农业管理措施的活动水平数据;

  3) 续向业内专家咨询;

  4) 关于SF6示踪法:国际上主要有来2种反刍动物CH4测定方法,即呼吸箱法和SF6示踪法。呼吸箱法是单个动物封闭在人工环境下测定其CH4,运行费用昂贵,我国只有中国农业大学有4台(已经停用),中国农业科学院有一台。而SF6示踪法则可在生产条件下对多个动物进行测定。两种方法各有优缺点。针对王教授提出的问题,课题组非常重视,计划在今后研究中将通过与国外用两种方法测定数据得对比,模型分析等手段确定SF6示踪法的不确定性。

6.下一年度的工作计划

  1) 2002.9~2003.4 继续各活动水平数据及CH4、N2O排放因子数据的收集和核实工作;

  2) 2002.9~2003.6 开始清单计算工作;

  3) 2002.12,2003.6 召开两次国内研讨会,聘请业内专家对清单计算工作把关,使之更具可行性、科学性;

  4) 2002.9~2003.6 完成两人此国际培训计划;
           黄耀研究员到德国培训稻田CH4排放模型;
           郑循华研究员到德国培训农田N2O排放观测技术;

  5)2002.10 开始农业活动温室其它排放清单报告的编写工作。

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