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《中国农业科学院》 2009年
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中国农业氧化亚氮排放及减排潜力研究

李迎春  
【摘要】: 人类活动引起的温室气体浓度的增加是气候变化的主要原因之一。我国是农业大国,农业不仅提供了生产和生活资料,也是N2O的重要排放源。因此研究我国农业N2O排放量及其未来变化趋势,对于正确认识农业对气候变化的贡献具有重要的意义。本文首先研究了IPCC温室气体清单编制方法以及CO2浓度升高对农田N2O排放的影响,然后利用GAINS模型和“牲畜和粮食产量动态模型”模拟了不同情景下我国农业N2O排放以及农田N2O减排潜力。主要得出以下结论: (1)通过对比分析《2006年IPCC指南》与《1996年IPCC指南》和《2000年IPCC指南》的不同,总结了《2006年IPCC指南》的新特点。粪便管理中除了液体/泥肥和用厚铺垫的家牛和猪的排放因子以外,其他排放因子都低于1996年和2000年的排放因子。管理土壤中N2O直接排放因子(EF1)由0.0125变为0.01 kg N2O-N/kg N。氮的淋溶和径流的排放因子(EF5)由0.025变为0.0075 kg N2O-N/(kg N淋溶和径流)。同时根据排放源的重要性和数据的可获得性,给出了三层估算N2O排放量的计算方法。《2006年IPCC指南》对活动水平数据和国家特定排放因子的要求越来越高,因此我国需进一步加强农业N2O排放因子的研究,逐步建立国家温室气体清单数据统计系统,将《2006年IPCC指南》要求的所有数据纳入国家数据统计系统之中。 (2)CO2浓度升高抑制了农田N2O排放,随着氮肥施用量的增加,CO2的抑制作用逐渐减弱。常规氮肥处理和无氮肥处理的CO2抑制作用显著,而低氮肥处理的CO2抑制作用不显著。同时CO2浓度升高降低了氮肥施用导致的农田N2O排放,但是差异不显著。 (3)2000到2030年间,由于动物养殖数量和氮肥用量的增加,我国农业N2O排放呈递增的趋势。在INMIC_中情景下,2000年我国农业N2O排量为1533 kt,到2030年N2O排放量增长了31%。其中农田作为我国农业N2O的最大排放源,占农业N2O排放量的80%。到2030年,INMIC_中情景下的农田N2O排放量为1258 kt,增长了37%,而粪便管理系统中的N2O排放量只增加了3%。就区域分布而言,我国农业N2O排放主要集中在山东、河南、四川、河北、江苏、湖南、云南、安徽等省。 (4)在分析了减排措施的效果、成本以及在我国的适应性基础上,用GAINS模型模拟了减少氮肥施用量、优化施肥、使用硝化抑制剂和精准农业四种减排措施的农田N2O减排潜力。到2030年通过氮肥的深施、混施等方式,我国可以减少氮肥用量1900 kt N,节约成本78亿元,减少N2O排放85 kt。通过施用长效肥料、缓效肥料等优化施肥措施,2030年可以减少氮肥1580 kt N,节约成本65亿元,减少N2O排放70 kt。但是减少氮肥施用量和优化施肥没有改变农田N2O排放增长的趋势。而通过使用硝化抑制剂可以明显降低农田N2O排放,在2015年左右农田N2O排放达到峰值,之后逐渐降低,到2030年减排效果为320 kt N2O。精准农业是未来农业的发展目标,但是资金和技术的投入暂时无法定量估价,通过发展精准农业,2030年可以减少140 kt N2O排放。
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