2015-1-11 09:31 來源: 國家信息通報
農業活動溫室氣體排放清單編制專題年度進展報告
1. 專題背景
《聯合國氣候變化框架公約》要求所有締約國都必須提交國家信息通報。為了履行UNFCCC的義務,中國必須準備初始國家信息通報。對于發展中國家,國家信息通報的內容包括:一個國家溫室氣體源匯清單,政府為履行公約義務而采取的步驟的總體描述,以及政府認為與信息通報有關且適宜于放入信息通報的相關信息。農業生產過程是溫室氣體(CH4、N2O)的一個重要排放源,其排放主要來自水稻田及其他施肥農田、家畜及其糞便等廢棄物。編制農業溫室氣體排放清單是編制國家級排放清單的重要組成部分。
1.1專題介紹
農業活動溫室氣體排放清單主要包括四部分:1)中國稻田甲烷排放清單、2)中國農田氧化亞氮排放清單、3)中國反芻動物甲烷排放清單和4)中國動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放清單。
1) 稻田是甲烷排放的主要源之一。中國水稻種植面積占世界水稻總面積的20.6%(95年),約占全國耕地面積的四分之一,涉及28個省。以長江中下游、成都平原、珠江三角洲、云貴川丘陵與平原、浙閩海濱和臺灣平原最為集中。不同水稻種植區的氣候、土壤條件各不相同,水稻品種、耕作制度也有相當大的差異。另外,灌溉管理、有機肥與化肥類型和施用方式以及水稻品種等因素都會對稻田的甲烷排放產生影響。本次清單工作將采用MERP模型和IPCC方法聯合計算中國稻田甲烷排放清單。
2) 農田是N2O的一個主要排放源。農田溫室氣體N2O排放清單主要包括農田土壤N2O直接排放量和N2O間接排放量,以及焚燒秸稈和動物糞便釋放的N2O排放量。農田土壤直接排放N2O主要是由于施用氮素化肥和有機肥、豆科作物生物固定氮、作物秸稈還田和有機土耕種(中國可以忽略)引起的;農田土壤間接排放N2O則是由于大氣中的氮(包括氮肥和動物廢棄物中的N揮發到大氣中)沉降到農田以及氮的淋溶或徑流損失所造成的。因此計算農田N2O排放量首先要確定主要排放源及其活動水平數據,還有N2O排放因子以及N2O排放量的不確定范圍,才能提供一份較為準確的農田N2O排放清單。本次清單采用IPCC方法和IAP-N模型同時進行計算。
3) 動物是甲烷排放的另一主要源。中國是動物飼養量最大的國家之一,1990年中國反芻動物甲烷排放量占全球動物甲烷排放量排放量的7.2%。隨著經濟發展、人民生活水平提高,動物飼養量劇增,甲烷排放量也將直線上升。
4) 動物糞便被認為是又一甲烷主要的排放源,全球動物糞便甲烷排放總量為20-30Tg/yr,占已知人為甲烷排放量的5.5-8%。動物糞便在處理和存放過程中還排放大量的氧化亞氮。全球動物糞便氧化亞氮排放兩大約為200萬噸,占已知認為排放源的14%。中國是動物飼養量最大的國家之一,據初步估算,1990年中國畜禽糞便的甲烷排放量約為723.6-1066.0Gg,動物糞便氧化亞氮排放量約為24.6萬噸。隨著人民生活水平的提高和膳食結構的改變,集約化飼養的動物數量及糞便排泄量會繼續增加,畜禽糞便的甲烷排放量必然增加。因此,準確估算我國動物糞便甲烷、氧化亞氮對準確估算我國溫室氣體排放總量有重要的意義。
本專題在清單計算工作中將減少以往工作中對農業活動水平數據和排放因子的不確定性,最終提交一個方法科學、數據透明、格式一致、結果可比的1994年和2000年農業活動溫室氣體排放清單。
1.2 分包合同中本年度的主要活動概述
本專題工作于2001年10月起開始實施。原計劃2001第四季度至2002年第三季度的工作內容如下:
表 1. TOR3清單工作進度安排
年度 |
2001 |
2002 |
2003 | ||||||
季度 活動 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1)活動水平數據的收集與核對 |
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2)研究和確定排放因子 |
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3)清單計算 |
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4)國內培訓班 |
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5)國內研討會 | |||||||||
6)國際培訓與考察 | |||||||||
7)分析儀及檢測等設備的采購 |
1.3分包合同中本年度的主要產出概述
表2. TOR3活動產出
活動 |
產 出 |
活動水平數據的收集與核對 |
1)建立省級主要類型農作物(17種農作物)的播種面積、產量數據庫,以及省級氮肥消費、灌溉制度、品種等數據資料的數據庫;主要類型動物(11種家畜)的數目及其年齡結構、飼料結構、采食量、動物廢棄物產量、動物廢棄物管理系統類型、動物廢棄物在各個管理系統之間的分配系數、各管理系統的廢棄物利用方式等的典型樣縣調查數據庫。 2)建立CH4、N2O排放因子的觀測數據及相關信息的數據庫;建立典型區域及全國農業土壤和氣象等相關信息的數據庫。 3)建立與農業溫室氣體排放相關的農業活動水平的測量數據、調查數據和空間外延數據的數據庫。 |
研究和確定排放因子 |
主要類型稻田的甲烷排放因子;主要類型農田的氧化亞氮排放因子;反芻動物(奶牛)甲烷排放因子;主要管理系統的甲烷和氧化亞氮排放因子。 |
清單計算 |
已經開始進行計算分區域分類型的稻田甲烷排放量;分區域分類型的農田氧化亞氮排放量;分區域分類型的反芻動物甲烷排放量;分區域分類型的動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放量的工作。 |
國內培訓班 |
完成3期國內培訓活動,包括編寫培訓教材,舉辦農田甲烷、氧化亞氮現場觀測和動物及其廢棄物甲烷、氧化亞氮培訓班,并提交了總結報告。 |
國內研討會 |
舉辦了1次國內研討會總結報告。 |
國際培訓考察 |
已完成4人次國外培訓與考察任務 |
分析儀及檢測等設備的采購 |
定購NOx分析儀(42C)兩臺、土壤硝化-反硝化分析儀(BAPS
100SC-3)一臺、O3分析儀(49C)兩臺、色譜儀(HP6890)兩臺、氫氣發生器兩臺、電子天平(BD211D) |
2. 專題管理
2.1專題組織機構
本專題參與人數達120人(包括主要工作組成員、專家、數據收集人員等)。為保證TOR3的順利實施,達到預期目的,TOR3的實施過程將以下列形式進行組織管理。
·設立TOR3政策與技術指導小組,負責對TOR3具體實施方案的各個關鍵環節進行政策的和技術的把關,并負責解決TOR3實施過程中的出現的技術等問題,以保證最后提交的農業溫室氣體清單的高質量。其成員主要是國家有關部門領導及溫室氣體清單和氣候變化研究領域的資深專家。
·成立TOR3工作組,從技術上和組織管理上具體負責實施TOR3的各項計劃與相關活動。其成員均是農業溫室氣體源匯過程和清單研究領域的優秀研究人員(均具有副研究員以上專業技術職稱或具有博士學位)。擬組成TOR3工作組的人員及其在TOR3中的具體分工如表3。工作組組長由鄭循華博士擔任,負責TOR3實施過程的組織協調和完成TOR3實施報告及農業溫室氣體清單報告。各成員將嚴格分工,各負其責,并定期匯報其負責的工作。各工作組成員將根據其任務需要,具體負責組織有關單位的有關人員來完成數據調查與分析、數據庫建設、模式改進與驗證、相關要素的補充測定、清單計算等工作。
表3. TOR3工作組成員及分工
姓名 | 職稱 | 專長 | TOR3中的分工 | 工時(人月) |
王明星 | 研究員 | 農業溫室氣體過程與清單 | TOR3總體技術把關,編寫清單報告 | 6 |
鄭循華 | 副研究員/博士 | 農業溫室氣體過程與清單 | TOR3的總體組織協調﹔ 農田N2O清單總體。 |
20 |
黃耀 | 研究員/博士 | 稻田甲烷模擬與清單編制 | 稻田甲烷排放清單總體 | 15 |
王躍思 | 研究員/博士 | 農田甲烷和氧化亞氮觀測 | 現有農田甲烷和氧化亞氮排放及相關信息觀測資料的收集與分析 | 10 |
徐星凱 | 副研究員/博士 | 農田溫室氣體排放相關因子的地理信息系統數據庫建設 | 土壤、氣象資料的收集整理及空間數據庫的建立 | 15 |
延曉冬 | 副研究員/博士 | 溫室氣體排放過程模式及相關參數化方案的制定 | 農田氧化亞氮排放相關要素的調查、分析與參數化 | 15 |
張仁健 | 副研究員/博士 | 溫室氣體變化過程模擬 | 模式參數的確定 | 10 |
李晶 | 助研/博士 |
稻田甲烷排放過程模擬 | 稻田甲烷排放模式的改進、驗證與排放因子計算 | 21 |
楊昕 | 助研/博士 | 陸地碳循環過程模擬 | 農田溫室氣體排放影響要素的調查、分析及空間外延數據庫的建立 | 15 |
王長科 | 博士后 | 濕地溫室氣體排放觀測 | 稻田甲烷排放排放相關因子的調查與分析 | 15 |
王秀玲 | 高工 | 數據處理 | 數據處理 | 20 |
韓圣慧 | 博士后 | 農田氧化亞氮排放觀測與模擬 | 農田氧化亞氮排放的模式計算方法與IPCC方法的比較 | 20 |
林而達 | 研究員 | 動物及廢氣物溫室氣體排放 | 動物及廢氣物溫室氣體排放清單總體 | 10 |
董紅敏 | 研究員/博士 | 反芻動物甲烷排放 | 反芻動物甲烷排放清單總體 | 20 |
李玉娥 | 副研究員 | 動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放 | 動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放清單總體 | 20 |
郭李萍 | 副研究員/博士 | 動物廢棄物管理系統的溫室氣體測定 | 動物廢棄物管理系統溫室氣體排放的有關因子數據收集與分析 | 20 |
陶秀萍 | 助研/博士 | 反芻動物甲烷排放的測定及清單編制 | 反芻動物甲烷排放的有關因子數據收集與分析、排放因子計算與清單編制 | 20 |
·TOR3政策與技術指導小組和工作組共設一個辦公室,掛靠在中科院大氣所LAPC,常設兼職業務秘書兩名,擬由李晶博士和韓圣慧博士共同擔任,負責與ECPINC項目辦公室,CICETE,省、地、市有關行業部門,相關研究單位及國內、國際組織進行日常聯系,同時管理工作組的日常業務,初步編寫有關報告和文件等。
·TOR3工作組研究人員根據各自的任務,分別與相關行業的專家和相關省區的政府部門密切合作,以保證所收集的數據的質量。
·召開政策與技術指導小組工作會議、工作組辦公會議和國內有關專家參加的研討會,討論TOR3的具體實施事宜和相關技術難題,提高信息通報的編寫能力。
·舉辦由國內行業技術人員、行政管理人員和決策人員參加的培訓班,提高公眾意識,保證信息通報的質量。
中國科學院大氣物理研究所為TOR3的主持單位,負責實施TOR3工作計劃的組織協調,向項目辦提交TOR3工作進展報告、相關文件和最終報告等;完全負責完成中國稻田甲烷排放清單、中國農田氧化亞氮排放清單和編制中國農業溫室氣體排放清單的工作。中國農業科學院農業氣象研究所為TOR3的主要協作單位,完全負責完成中國反芻動物甲烷排放清單及中國動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放清單的工作。
2.2專題啟動會
TOR3課題啟動會于2001年12月13日下午在中國科學院大氣物理所禮堂召開。參加會議的有項目主任高廣生、項目經理馬愛民、項目協調員徐華清、國家氣候變化協調小組辦公室的孫翠華和李麗艷、外交部條法司的馮青虎、科技部農社司的呂學都、農業部科技司的李波、中國氣象局王邦中、中國科學院資環局劉健、黃鐵青、胡非、國家環保局任陣海、中國林業科學院徐德應以及其他有關專家共計50多人參加了此次會議。與會專家和有關部門領導就課題實施中擬采取的方法和技術路線提出了一系列的建議和要求,并明確了一系列的注意事項,供課題組進步完善具體實施方案和在清單研究過程參考和采納。
2.3專題的協作單位與咨詢專家
主要協作單位(3個):中國農科院農氣所、南京農業大學、江蘇無錫市安鎮年余村農場。
咨詢專家由下列人員組成:高廣生(國家計委),孫翠華(國家計委氣候辦),馬愛民(國家計委氣候辦),呂學都(科技部),李麗艷(國家計委氣候辦),高風(外交部條法司),賈桂徳(外交部條法司),李波(農業部),王明星(中科院大氣所),王會軍(中科院大氣所),林而達(中國農科院),周大地(計委能源所),胡秀蓮(計委能源所),徐華清(計委能源所),任陣海(中國環科院),徐德應(中國林科院),王邦中(中國氣象局),邢光熹(南京土壤所),陳冠雄、沈善敏(沈陽生態所),郭焱、林杉(北京農業大學)。指導小組組長由王明星研究員和馬愛民副處長共同擔任。
3. 年度專題執行情況
3.1概述
本年度專題按計劃執行,收集并核實主要農作物和主要家畜活動水平數據,收集或檢測一些主要參數,以及各個子專題所需的CH4、N2O排放因子。
3.2研究活動
1)
在無錫和南京野外生態實驗站監測稻麥輪作農業生態系統下,溫室氣體(CH4和N2O等)的排放過程;
2) 從全國各地采集當地典型農田土壤,在相同農事活動操作下監測溫室氣體的排放;
3) 實際測定奶牛的飼料消化率和甲烷轉化系數,主要采用SF6示蹤法實際測定奶牛的甲烷排放系數;
4) 對一些動物糞便管理方式的溫室氣體排放通量進行了測定;
5)
開展有關稻田甲烷排放、農田氧化亞氮排放的各種農事活動的農戶調查活動;通過實際調查,獲得了部分地區的典型動物體重、日增重、產奶量等數據;
6) 參加了第三屆非CO2溫室氣體排放國際學術研討會。
3.3進度
本專題嚴格按照合同要求,進展順利。
2001.10-12 定購NOx分析儀(42C)兩臺、土壤硝化-反硝化分析儀(BAPS
100SC-3)一臺、O3分析儀(49C)兩臺、色譜儀(HP6890)兩臺、氫氣發生器兩臺、電子天平(BD211D),儀器都于2002年4月到貨,驗收。
2001.12 本專題啟動會在大氣所召開。
2001.10-2002.8
1)
完成省級主要農作物播種面積、產量等數據資料收集和核實工作,以及收集和核實該地區的氮肥消費量情況。主要農作物包括:小麥、大麥、玉米、水稻、高梁、大豆、豆類作物(除大豆外)、棉花、薯類、甘蔗、甜菜、油菜、芝麻、蔬菜類以及麻類、煙草作物等17種;以及確定各類稻田的種植面積;
2) 收集上述主要作物的收獲指數、干重比、含氮量;
3)
收集以往在某些典型地區、典型農業生態系統中檢測得到的N2O的排放因子。這些地區主要分布在河北、河南、遼寧、江蘇、湖南、廣州等部分地區。同時還收集整理上述地區和黑龍江、浙江、安徽、湖北、云貴高原地區、西藏、陜西等地區平均施肥狀況;
4) 收集省級農村做燃料用的秸稈消費量數據;
5) MERP模式的改進和可靠性驗證,并利用改進的MERP模式計算稻田甲烷排放因子;
6) 調試N循環模型IAP-N;
7)
建立無錫和南京野外生態實驗站,監測稻麥輪作農業生態系統下,溫室氣體(CH4和N2O等)的排放過程。同時也在進行其它過程試驗研究,研究各種環境因子對稻田氧化亞氮排放因子的影響,包括土壤特性,灌溉方式以及農作物不同種植密度下對溫室氣體排放的影響,并監測耕作層刨面土壤內溫室氣體濃度,用此方法來間接計算耕作土壤溫室氣體的排放量。另外我們還從全國各地采集典型農田土壤,在相同農事活動操作下監測溫室氣體的排放。
8)
收集并核實分地區主要家畜和家禽(共11種)年末存欄數統計數據,及其年齡結構、飼料結構、采食量、動物廢棄物產量、動物廢棄物管理系統類型、動物廢棄物在各個管理系統之間的分配系數、各管理系統的廢棄物利用方式等的典型樣縣調查數據庫。主要家畜包括豬、奶牛、黃牛、水牛、山羊、綿羊、馬、驢、騾、駱駝、雞;
9)
精確到縣級的上述部分數據也同時收集了。家畜數據只有牛、豬、羊。農作物數據缺少蔬菜產量、甜菜和甘蔗播種面積及產量;
10) 四個子專題都確定了本專題清單的計算方法。
2002.5 在中國科學院大氣物理研究所召開了TOR3專題第一次國內研討會;
2002.7
在無錫舉辦農田溫室氣體排放因子野外現場觀測培訓班;
在中國農業科學院畜牧研究所舉辦有關動物、動物糞便溫室氣體排放測定方法培訓班;
2002.7 大氣所派出大批人員到樣縣抽查農戶,進行數據調查工作。調查表共計600份;
2002.8 在新疆烏魯木齊市舉辦動物甲烷排放檢測方法培訓班;
2002.8 TOR3四個專題均已開始進入清單計算工作階段。
3.4人員培訓與考察
共有4人次完成國際培訓與考察任務。舉辦國內培訓班3期。
中科院大氣物理所王躍思研究員于2002年2月6日到3月6日在德國Fraunhofer大氣環境研究所,進行痕量氣體排放的監測方法方面的培訓和合作研究,并在2月10日到13日到德國北部的吉爾大學進行訪問考察。一個月的培訓時間,找到了一些陸地生態系統箱法觀測微量氣體過程中一些難題的解決辦法,給我們專題的野外實驗提供了很好的技術支持。
中科院大氣物理所王明星研究員于2002年6月23日到7月23日在德國氣象與氣候研究所,區域大氣環境研究室進行了考察訪問。在此期間王明星教授在6月24-28日參加了UNFCCC在柏林舉行的評估2002年提交的國家清單的會議,考察了發達國家提交的國家溫室氣體排放清單。同時考察學習先進的國外數學模型設計方法,學習如何解決復雜過程模型建立的參數化問題,以及學習如何進行模型的模擬與預測,用于我國溫室氣體排放清單的建立。
中國農科院農氣所董紅敏研究員和李玉娥研究員于2002年1月21-23日在荷蘭馬斯赫里特參加了由荷蘭環境協會主辦,USEPA、FAO、UNFCCC/SUBSTA等機構聯合組織的"第三次非二氧化碳溫室氣體排放國際研討會",來自30多個國家和國際機構的190名科研人員、政府代表、國際組織和非政府組織代表在本次會議中交流了非二氧化碳溫室氣體排放的最新研究成果及減少溫室氣體排放的技術和方法。之后,繼續采集美國環保局于2002年1月24-26日在荷蘭馬斯赫里特組織舉辦了"非二氧化碳溫室氣體排放網會議"。
董紅敏研究員和李玉娥研究員利用其他國際合作項目出訪的機會,分別訪問了日本國立畜產研究所和英國SILSOE研究所,了解了日本動物甲烷排放測定及清單編制方法和英國動物糞便溫室氣體排放清單編制方法。通過參加這兩次國際學術會議和學術交流,了解了主要發達國家動物甲烷排放的測定方法和清單編制所采用的方法,對高質量完成本項目有很大幫助。
TOR3
第一、第二專題2002年7月3-8日在江蘇無錫舉辦農田溫室氣體排放因子觀測野外現場培訓班。對即將在各個站點全面負責觀測實驗的骨干人員,進行為期一周的現場授課、演示和實際操作,使各受訓人員全面掌握野外現場觀測農田溫室氣體排放因子的觀測方法原理和技術細節。為項目提供質量保證的實驗數據。
TOR3第三專題培訓班于2002年8月13日在新疆烏魯木齊市舉辦。參加培訓班的人員總數為40人,分別來自15省。培訓了檢測動物甲烷排放機理、測定技術、清單編制方法和需要收集的數據及數據表格的填寫進行了培訓。
TOR3第四專題培訓班于2002年7月18日在中國農業科學院畜牧研究所舉辦,就有關動物、動物糞便溫室氣體排放測定方法、排放總量計算和研究結果的重要性向30余名專家和技術人員作了詳細的講解,并就所需要調查的數據及定義向參加會議的人員進行了詳細的解釋和說明。
培訓人員從以上的培訓過程中學到了大量的關于氣候變化的知識,提高了公眾對氣候變化的意識。
3.5財務
建立專有帳戶,專人管理,實行專款專用制度。預算經費總額為723,100美元,經費主要用于實施按時間進度安排的各項活動。其子合同、國際專家、儀器設備、國際培訓與考察分別預算開支545,100美元、18,000美元、120,000美元和40,000美元。2001年12月20日得到課題撥款270.3萬元,之后撥給農科院94.8萬元,實際到款額為175.5萬元
3.6設備采購
與其他課題相比,TOR3的設備采購任務繁重,課題啟動后,積極進行儀器設備的采購工作,12萬美元的儀器設備于2001年底已經訂貨完畢,其中包括NOx分析儀(42C)兩臺、土壤硝化-反硝化分析儀(BAPS 100SC-3)一臺、O3分析儀(49C)兩臺、色譜儀(HP6890)兩臺、氫氣發生器兩臺、電子天平(BD211D)一臺等。2002年4月份到貨,經過實驗室的調試,已經全部投入野外和實驗室的實驗之中,目前運行狀況良好。
4. 年度專題執行的主要產出
4.1概述
建立主要農作物和主要家畜活動水平數據數據庫,一些主要參數數據庫,以及CH4、N2O排放因子數據庫。
4.2排放源定義
TOR3專題一:
甲烷的主要排放源是淹水稻田,涉及全國28個省。以長江中下游、成都平原、珠江三角洲、云貴川丘陵與平原、浙閩海濱和臺灣平原最為集中。全國稻區劃分為6個稻作區,16個稻作亞區
TOR3專題二:
農田溫室氣體N2O排放源主要包括直接排放源和間接排放源,另一N2O排放源是焚燒秸稈和動物糞便。N2O直接排放源主要有施用的氮肥和有機肥、豆科作物生物固定氮、作物秸稈還田和有機土耕種(中國可以忽略);N2O間接排放源有大氣中的氮(包括氮肥和動物廢棄物中的N揮發到大氣中)沉降到農田以及氮的淋溶或徑流損失。
TOR3專題三:
動物體排出的甲烷氣體,動物類型主要為奶牛、水牛、黃牛和羊。
TOR3專題四:
主要動物(豬、奶牛、黃牛、水牛、山羊、綿羊、馬、驢、騾、駱駝、雞)糞便甲烷排放、氧化亞氮排放。
4.3清單編制方法的評價與選擇
TOR3專題一:
IPCC稻田甲烷排放清單的編制方法的計算公式:
CH4 Emission from rice production(Tg/Yr)=∑i∑j∑k(EFijk·Aijk·10-12)
其中:EFijk是在i、j、k情況下的季節排放因子單位是g
CH4/m2,Aijk是在i、j、k情況下的收獲面積單位是m2/yr,i、j、k是代表不同的水稻類型,不同水管理和其他影響水稻甲烷排放的情況。
IPCC報告中指出應該考慮的影響排放因子的因素包括:水稻種植區域;水稻類型(早稻、晚稻、單季稻等);水稻生態系統(灌溉、雨養、深水等);水管理(連續淹水、間歇灌溉等);有機肥的施用(綠肥、秸稈、堆肥等);土壤類型(現在還沒有包括在IPCC
Guidelines 中,因為沒有標準的活動水平數據)。并且推薦使用Ding et al. 1996 and Huang er al. 1998
的模型計算稻田甲烷排放的排放因子。
IPCC方法(1996)的突出問題表現在:排放因子的缺省值只是根據浙江杭州一個實驗點的觀測數據給出的,不具備代表性;不同灌溉稻田類型無種植面積統計數據;無有機肥施用統計數據。
我國稻田甲烷排放清單的編制方法:總體遵循IPCC的方法和要求,保持與其他國家的一致性和可比性,對于水稻類型按照種植系統劃分,便于找到各類稻田的種植面積的統計數據,稻田CH4排放因子采用大氣所擁有獨立產權并且被IPCC推薦使用的模型進行計算(Ding
et al. 1996)。
TOR3專題二:
IPCC提供了兩種清單編制方法。一種是N2O排放因子直接采用IPCC默認值,另一種是采用具某地區有代表性、已有N2O排放因子的檢測數據計算。當此某地區專有N2O排放因子數據存在,則采用該數據進行計算(IPCC方法2),如果該地區沒有進行N2O排放因子觀測,則采用IPCC的默認值(IPCC方法1)。
另外,我們還用我所建立的N循環模型IAP-N來做同步計算我國農田N2O排放量。此模型的最大優點是更加充分考慮生物固氮及大氣氮沉降,以及氮累積對N2O排放的影響。
TOR3專題三:
IPCC提供了兩種清單編制方法,本專題根據實際情況確定了不同動物排放源清單編制方法。見表4。
表4. 不同動物排放源清單編制方法
主要家畜類型 |
方法 |
非奶牛 |
方法2 |
奶牛 |
方法2 |
水牛 |
方法2 |
山羊 |
方法2 |
綿羊 |
方法2 |
雞 |
方法1 |
馬 |
方法1 |
驢 |
方法1 |
騾 |
方法1 |
駱駝 |
方法1 |
TOR3專題四:
根據數據的可獲得性、以前的研究結果估算的排放源的重要性和IPCC的清單編制指南的質量控制標準中提出的各國盡可能采用較復雜的方法的原則,確定了估算動物糞便甲烷、氧化亞氮將采用的方法。估算各種動物糞便甲烷和氧化亞氮排放清單將采用的方法如表5。
表5. 估算各種動物糞便甲烷和氧化亞氮排放的方法
主要家畜類型 |
甲烷 |
氧化亞氮 |
豬 |
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 |
綿羊 |
方法2 |
方法2 |
雞 |
方法2 |
方法2 |
馬 |
方法1 |
方法1 |
驢 |
方法1 |
方法1 |
騾 |
方法1 |
方法1 |
駱駝 |
方法1 |
方法1 |
以上各子專題均對清單活動水平數據進行了較細致的QA/QC分析,核查排放系數,并邀請來自生產、科研和政府機構的有關專家評審,以保證數據的可靠性。
4.4活動水平數據收集情況
1)
分地區(省級)主要農作物活動水平數據收集(1978-2000)的比較全面,縣級數據還不完全。氣象臺站的氣象數據、土壤數據(第二次全國土壤普查的數據)、氮肥消費數據。目前正在收集和整理農戶調查數據。主要參見3.3。
2)1994年度和2000年度全國及各省市、地縣的各類牲畜(反芻和單胃動物)數量收集。及家畜、家禽養殖場的分布狀況,糞便管理方式的污水產生量及污水特性。正在收集以下數據:樣點縣的動物飼養量、群體結構、飼料特征、動物糞便排泄量以及動物糞便管理方式等數據。
4.5排放因子數據收集情況
1)
收集整理了我國以往十多年的田間觀測的排放因子數據,包括主要的水稻種植區域和水稻種植類型,用于改近和驗證稻田甲烷排放模型。
2)
查詢到以往文獻發表的在典型地區、典型農業生態系統中檢測得到的N2O的排放因子。這些地區主要分布在河北、河南、遼寧、江蘇、湖南、廣州等部分地區。
3)
無錫和南京野外生態站一直在觀測長江中下游地區典型農作形式-稻麥輪作系統下,CH4、N2O、CO2、NO、NO2的排放因子及排放通量。
4)
近3個月的實驗準備階段,實際測定奶牛的甲烷排放量,確定了其甲烷的排放系數,為修正IPCC指南中排放系數提供了科學依據。不久將開展黃牛、水牛、羊等動物的測定。
5)
測定放牧過程中牛糞便甲烷、氧化亞氮和CO2排放通量,測定堆放處理方式的牛糞甲烷、氧化亞氮和CO2排放通量,測定堆肥過程中豬糞甲烷、氧化亞氮和CO2排放通量。
4.6人員培訓等能力建設情況(詳見3.4)
1) TO5R3第一、二專題出國培訓和考察兩人,共同舉辦培訓班一次,建立了年輕精干的科研隊伍。
2)TOR3第三、四專題分別舉辦一次培訓班:(1)2002年7月在中國農科院畜牧研究所;(2)2002年8月13日新疆烏魯木齊。此外還參加了一次國際學術會議和一次日本考察活動。
5. 執行過程中存在的主要問題及擬采取的解決辦法
5.1存在的主要問題
TOR3專題一:
一些活動水平數據比較難以獲得,例如:不同地區水稻播種、移栽和收獲的時間;有機肥(如綠肥、糞肥、秸稈還田量)和不同種類化肥(硫酸酸類等)的施用類型、施用量及施用日期、不同地區是否有烤田操作、水稻田的前茬作物的類型及產量。
TOR3專題二:
1)IPCC方法的N2O排放因子(EFi)為0.25%~2.25%,平均1.25%。我國主要農業生產區多年檢測的結果來看,與IPCC排放因子相比偏小;而只有大豆田N2O排放因子普遍較大。其次我國幅員遼闊,農業生產系統的錯綜復雜,農業土地利用類型多達十多種;不同地貌、不同土壤類型、主要作物生長區不同管理方式等對排放因子EFi都有影響;田間施肥狀況、作物殘余物、土壤結構、排水條件、土壤溫度、土壤濕度等條件地變化也影響排放因子EFi的大小。所以確定我國農田N2O排放因子是一個關鍵性問題而且難度很大。
2)沒有關于秸稈還田率和有機肥施用量數據的統計資料。涉及作物秸稈N及動物和人的排泄物N用于農田的資料非常有限。不同地區,肥料施用量及施用的種類有差異,即使某地區施用有機肥,也未指明動物的糞肥量,秸稈還田量。基本都是二者混合的漚肥施用量。
TOR3專題三、四:
在2002年5月9日,中國科學院大氣物理所召開的UNDP/GEF項目第三課題(TOR3)--農業活動溫室氣體排放清單編制研討會上有關專家就利用SF6示蹤法測定反芻動物甲烷排放的方法闡述了自己的觀點,希望本課題組能重視,加強方法的可靠性和準確性的對比研究。
5.2擬采取的解決辦法
1) 繼續不斷查詢文獻中關于肥料施用制度,及有關N2O排放因子的資料;
2)
按種植區域和氣候帶分區域進行縣級抽樣調查(600份)和統計分析,已經將入戶調查表發到調查員手中,近期將收回,預計可以獲得大量的有關農業管理措施的活動水平數據;
3) 續向業內專家咨詢;
4)
關于SF6示蹤法:國際上主要有來2種反芻動物CH4測定方法,即呼吸箱法和SF6示蹤法。呼吸箱法是單個動物封閉在人工環境下測定其CH4,運行費用昂貴,我國只有中國農業大學有4臺(已經停用),中國農業科學院有一臺。而SF6示蹤法則可在生產條件下對多個動物進行測定。兩種方法各有優缺點。針對王教授提出的問題,課題組非常重視,計劃在今后研究中將通過與國外用兩種方法測定數據得對比,模型分析等手段確定SF6示蹤法的不確定性。
6.下一年度的工作計劃
1) 2002.9~2003.4
繼續各活動水平數據及CH4、N2O排放因子數據的收集和核實工作;
2) 2002.9~2003.6 開始清單計算工作;
3) 2002.12,2003.6 召開兩次國內研討會,聘請業內專家對清單計算工作把關,使之更具可行性、科學性;
4) 2002.9~2003.6
完成兩人此國際培訓計劃;
黃耀研究員到德國培訓稻田CH4排放模型;
鄭循華研究員到德國培訓農田N2O排放觀測技術;
5)2002.10 開始農業活動溫室其它排放清單報告的編寫工作。