引言根据联合国粮农组织估算数据,畜牧业的温室气体排放量约占全球总排放的18%。其中,养殖环节的碳排放约占总排放的80%以上。已有的文献主要将畜牧业碳排放的核算分为两种方法,分别是IPCC系数法和生命周期评价方法(LCA法)。大部分学者认为,畜禽粪便处理与反刍牲畜肠道发酵是畜禽养殖活动中主要的碳排放源。Ominski[1]等运用IPCC系数法,估算2001年加拿大奶牛的CO2排放量为90 kg/头,肉牛的CH4排放量可换算为16.0 tCO2。Edwards[2]等通过生命周期评价方法(LCA法),估算英国农场牛肉碳足迹为9.7~38.1 kgCO2,羊肉碳足迹为8.1~31.7 kgCO2。胡向东[3]等依据IPCC系数法,估算中国2000~2007年畜牧业的碳排放量。研究发现,畜牧业碳排放量呈现下降趋势,且黄牛对CH4排放量贡献最大,生猪对N2O排放量贡献最大,且各个省份的碳排放量差异明显。张艳[4]等通过IPCC系数法测算1998~2015年西藏农业碳排放情况,并在运用时间序列分析的基础上,运用SPSS 16.0统计分析软件对西藏农牧业碳排放总量、农牧业碳排放强度分别通过环境库兹涅茨曲线模型与人均GDP进行模拟,发现其呈现倒U+U形曲线。奚永兰[5]等分析OECD经济合作与发展组织法、IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)系数法、质量平衡法等畜牧养殖业碳排放计算方法以及投入产出法、生命周期评价法等碳足迹计算方法,发现基于过程的生命周期评价法适用于畜禽养殖业碳足迹计算。根据2001~2020年西藏畜牧业生产的相关数据,测算未来西藏的碳排放量,为西藏畜牧业低碳化发展提供参考。1研究方法和理论1.1畜牧业CO2排放量测算方法研究对象为牛、羊、猪,借鉴张金鑫[6]等的排放因子法,测算西藏畜牧业的二氧化碳排放量。E=∑GCH4×Ti×δ1i+∑GCH4×Ti×δ2i+∑GN2O×Ti×δ3i (1)式中:E——畜牧业碳排放量;Ti——第i种动物的年均饲养量;δ1i、δ2i、δ3i——第i类动物的肠胃发酵的CH4当量、粪便发酵的CH4当量和N2O当量的排放系数;GCH4和GN2O——CH4和N2O的温室效益指数。LCA法常用于规模化养殖,西藏畜牧业的主要养殖方式为散养,采用IPCC系数法,但可能存在一定误差。Ti=Cit+Ci(t-1)2, D≥365D×Mi365, D365 (2)式中:D——生命周期;Mi和Ci——出栏量和年末存栏量。动物CH4的排放因子参考2007年IPCC系数法,N2O的排放因子参考胡向东[3]等的研究数值。畜牧业CO2排放系数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.020.T001表1畜牧业CO2排放系数物种CH4排放系数(IPCC)N2O排放系数肠胃发酵粪便发酵猪1.03.500.53非奶牛51.41.501.37羊5.00.160.33kg/(头·a)CH4和N2O的温室效应指数均源自IPCC(2007),转化为CO2当量单位分别为25和298。1.2数据来源及处理牛、羊、猪等动物存栏量和出栏量参考2021年《西藏统计年鉴》。2西藏畜牧业碳排放测算及分析2.1西藏畜牧业碳排放量的时序特征西藏2000~2020年猪出栏数和牛、羊存栏数如表2所示。2001~2020年西藏畜牧业碳排放量情况如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.020.T002表2西藏2000~2020年猪出栏数和牛、羊存栏数年份猪出栏数牛存栏数羊存栏数200013.64526.001 664.00200112.73553.001 729.00200214.38577.001 782.00200313.93591.001 779.00200415.26613.001 816.00200518.84632.001 698.00200618.31651.001 703.00200715.58622.001 707.00200815.60645.001 678.00200919.67653.001 584.00201020.45654.001 579.00201119.85645.001 459.00201219.32625.001 352.00201317.86599.001 272.00201417.26594.001 190.00201517.42599.001 156.00201617.81594.331 130.36201719.06592.621 105.25201816.50606.731 046.07201912.61621.891 016.98202014.21624.02951.37万头10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.020.T003表32001~2020年西藏畜牧业碳排放量情况年份猪碳排放量牛碳排放量羊碳排放量牲畜碳排放量20011.89933.75385.681 321.3120022.13977.88399.101 379.1120032.061 010.76404.781 417.6120042.261 041.92408.641 452.8220052.791 077.40399.441 479.6320062.711 110.28386.591 499.5920072.311 101.63387.611 491.5520082.311 096.44384.771 483.5220092.911 123.26370.791 496.9720103.031 131.05359.541 493.6220112.941 124.13345.331 472.4020122.861 099.03319.531 421.4220132.651 059.23298.271 360.1420142.561 032.40279.861 314.8120152.581 032.40266.671 301.6520162.641 032.68259.891 295.2120172.821 027.16254.121 284.1120182.451 037.89244.541 284.8820191.871 063.22234.511 299.6020202.111 078.19223.741 304.03万t2001~2020年西藏畜牧业CO2排放量如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.020.F001图12001~2020年西藏畜牧业CO2排放量由表2和图1可知,西藏畜牧业碳排放量变化趋势为先上升,在2006年~2010年波动平稳,在2010年以后整体递减,在2017年轻微上升。其中,牛的碳排放量总体呈现先上升后下降又上升的趋势,羊的碳排放量总体呈现下降的趋势,猪的碳排放量总体呈现波动平稳的发展趋势。西藏畜牧业2001年的碳排放量为1 321.31万t,2006年增至最高值,为1 499.59万t;随后波动下降,2009年上升至次高值,为1 496.97万t;2017年下降至最低值,为1 284.11万t;随后轻微上升,2020年达到1 304.03万t。西藏畜牧业碳排放量波动变化的主要原因为农牧民跟随政策的变化改变牲畜养殖数量。2008年属于节点,2005年~2009年的碳排量较低,因为2007年国务院发布了《关于促进畜牧业持续健康发展的意见》,传统畜牧业开始向现代畜牧业发展方向转变。随着相关扶持政策的出台,对畜牧业碳减排的要求也逐渐明确和具体。2009年环境保护部颁布了《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》,西藏畜牧业碳排放量从2009年开始下降。西藏畜牧业碳排放量从2012年起显著性下降,因为2011年《饲料工业发展第十二个五年规划》提出“开发低氮、低磷、低微量元素排放饲料配方技术,推广环保型饲料产品,促进养殖污染物减排”要求,从饲料投入品环节切入探索畜牧业减排的新思路,开始关注畜禽养殖过程中的碳减排方法。西藏属于中国四大牧区之一,牲畜养殖数量较大;西藏牲畜养殖规模化程度不高,存在大片散养区域,受到动物疫病等因素影响,对大量肠道发酵和牲畜粪便疏于管理,引发了碳排放量的增加。洪业应[8]等研究指出,西藏牧区的大部分牲畜粪便被用作燃料,使牲畜粪便不能返田,增加了源自粪便的甲烷排放量。2020年国务院出台了《国务院办公厅关于促进畜牧业高质量发展的意见》文件,2020年后的畜牧业碳排放可能下降。2.2西藏畜牧业碳排放量的结构特征2001~2020年西藏畜牧碳排放结构如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.020.T004表42001~2020年西藏畜牧碳排放结构年份肠胃发酵CH4粪便发酵CH4粪便发酵N2O2001945.6428.82404.402002973.2029.71414.762003998.4530.43423.7420041 019.7531.10428.2520051 037.1531.76430.7620061 031.2831.57429.1120071 025.8231.27426.4220081 038.0531.61426.7020091 037.7031.78424.0220101 024.7631.41416.312011991.9330.39399.182012950.6829.12380.552013920.6228.15366.132014913.3627.89360.372015909.8527.78357.522016902.5827.58353.762017905.3027.70352.252018918.5627.95353.672019923.6927.90352.202020941.6428.49355.85万t肠胃发酵CH4、粪便发酵CH4、粪便发酵N2O排放量的年均增速分别为0.22%、-0.41%、0.17%。2020年CH4排放的CO2当量在畜牧业碳排放中的占比为73.16%。肠胃发酵CH4的变化特征为先上升后下降,年均增幅0.17%。粪便发酵CH4整体呈现倒U形趋势,由2001年的28.82万t变为2020年的28.49万t,减少了0.33万t,年均增幅为-1.15%。3结语(1)分析西藏地区的碳排放状况发现西藏畜牧业碳排放总量在早期逐步上升,中期缓慢下降,近几年保持平稳。2020年碳排放量比2001年降低17.28万t,年均增长率达到8.51%。其中,牛的碳排放量最高,2020年牛碳排放量为1 078.19万t,占总量的82.68%,20年平均占有率为75.94%。西藏地区畜牧业二氧化碳的主要排放源为牛。(2)从结构特征角度分析,牛等动物反刍产生的CO2占主要部分,其次为粪便。(3)2001~2020年西藏畜牧业碳减排取得一定效果,2009年后农业碳排放呈现下降趋势。但也呈现区域间碳排放总量、碳排放强度差异较大的情况,今后的碳减排压力仍较大;受到资料有限性及自身水平不足等原因的影响,有关西藏畜牧业碳排放区域差异及碳排放量增加的深层次原因还缺乏深入分析探究,下一步将继续开展此方面的深入研究。
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