各轄市(區(qū))農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,常州經(jīng)開(kāi)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作局:
為推進(jìn)我市農(nóng)業(yè)碳匯體系建設(shè),引導(dǎo)農(nóng)業(yè)綠色低碳生產(chǎn)方式,依據(jù)《市政府關(guān)于印發(fā)<常州市碳達(dá)峰實(shí)施方案>的通知》(常政發(fā)〔2024〕53號(hào))有關(guān)規(guī)定,經(jīng)專(zhuān)家技術(shù)論證,現(xiàn)發(fā)布《常州灌溉稻田全生命周期碳核算方法學(xué)》。
附件:常州灌溉稻田全生命周期碳核算方法學(xué)
常州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局
2025年1月26日
(此件公開(kāi)發(fā)布)
附件
常州灌溉稻田全生命周期碳核算方法學(xué)
常州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局
常州市城市防洪工程管理處
河海大學(xué)
金壇區(qū)水利局
2024年12月
前言
為規(guī)范農(nóng)田碳匯交易的實(shí)施,編制《常州灌溉稻田全生命周期碳核算方法學(xué)》。
分為7個(gè)部分:
1. 引言
2. 適用條件
3. 引用文件
4. 術(shù)語(yǔ)與定義
5. 項(xiàng)目邊界及排放源(匯或庫(kù))
6. 減排量核算方法學(xué)
7. 參考文獻(xiàn):
本方法學(xué)由常州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局歸口。
本方法學(xué)起草單位:河海大學(xué)、常州市城市防洪工程管理處、常州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、金壇區(qū)水利局。
本方法學(xué)主要起草人:劉笑吟、朱獻(xiàn)軍、莊楊、徐俊增、李亞威、楊超、蔡思博、肖向陽(yáng)、沈奕帆。
本方法學(xué)主要統(tǒng)稿人:劉笑吟、莊楊。
本方法學(xué)主要審稿人:金松、張正宇、黃磊、林晨、姜朋輝、金軍。
1.引言
農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)占陸地生態(tài)系統(tǒng)的38.5%,是其重要組成部分,也是碳循環(huán)最活躍的領(lǐng)域之一。農(nóng)田碳匯包括土壤碳匯和農(nóng)作物碳匯,極易受人類(lèi)活動(dòng)影響。通過(guò)提升土壤碳儲(chǔ)量和減少溫室氣體排放,可有效實(shí)現(xiàn)糧食安全與應(yīng)對(duì)氣候變化的雙重目標(biāo)。在我國(guó)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)下,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的減排增匯成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
農(nóng)田土壤碳匯主要指通過(guò)土地經(jīng)營(yíng)管理措施(如耕作、作物選擇、肥料與灌溉管理等)增加土壤有機(jī)碳含量的過(guò)程,其動(dòng)態(tài)性強(qiáng),對(duì)全球碳循環(huán)和土壤生態(tài)功能具有重要意義。根據(jù)《2019年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》,農(nóng)田土壤碳匯是一個(gè)變量,不同于土壤碳庫(kù)。例如,水稻田的碳匯量可通過(guò)季節(jié)性稻田土壤碳庫(kù)量差值計(jì)算。另一方面,稻田是溫室氣體排放的主要來(lái)源,約占全球農(nóng)田溫室氣體排放量的48%。通過(guò)優(yōu)化稻田管理(如減少氮肥施用、改進(jìn)灌溉方式等),可顯著降低甲烷等溫室氣體排放。
在國(guó)際碳市場(chǎng)中,農(nóng)田減排增匯項(xiàng)目已獲廣泛認(rèn)可,多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布了與農(nóng)田土壤碳匯相關(guān)的方法學(xué),但這些標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍和方法學(xué)覆蓋上有所差異。我國(guó)的溫室氣體減排交易市場(chǎng)(CCER)自2013年啟動(dòng)后發(fā)布了多個(gè)方法學(xué),其中涉及農(nóng)田的僅有兩個(gè),分別針對(duì)稻田供水管理和保護(hù)性耕作。由于部分項(xiàng)目執(zhí)行不規(guī)范等問(wèn)題,2017年后CCER新項(xiàng)目開(kāi)發(fā)被暫停,2023年生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的新規(guī)進(jìn)一步明確,僅首批四種方法學(xué)(如造林碳匯)適用于溫室氣體交易,農(nóng)田碳匯相關(guān)方法學(xué)仍處于空白。
為填補(bǔ)這一空白,本項(xiàng)目以稻田水分管理為核心,通過(guò)優(yōu)化灌溉模式降低溫室氣體排放,同時(shí)提升土壤有機(jī)碳含量和農(nóng)作物碳增匯能力。項(xiàng)目編制了《常州灌溉稻田全生命周期碳核算方法學(xué)》,涵蓋適用條件、項(xiàng)目邊界、減排量計(jì)算及監(jiān)測(cè)方法等內(nèi)容,以期推動(dòng)我國(guó)農(nóng)田碳匯方法學(xué)研究,為農(nóng)田碳匯交易市場(chǎng)注入活力,并探索農(nóng)田生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)的新途徑。
2. 適用條件
灌溉稻田全生命周期減排增匯項(xiàng)目是指改變水稻灌溉模式,在水稻生長(zhǎng)期將水分管理由連續(xù)淹灌改為間歇灌溉或控制灌溉的節(jié)水灌溉模式。適用條件:(1)以人工/自動(dòng)調(diào)控灌溉為主要灌溉方式的淹水稻田,不適用于旱作稻田、雨養(yǎng)及深水稻田。(2)只針對(duì)稻田本田期,直播稻為播種后生育階段,機(jī)插稻為插秧后生育階段產(chǎn)生的碳排放。(3)不考慮秸稈處理、糧食加工等后續(xù)碳排放。(4)稻田有灌溉和排水設(shè)施。(5)不能因水分控制導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。(6)對(duì)項(xiàng)目區(qū)農(nóng)民進(jìn)行田間準(zhǔn)備、灌溉、排水曬田及施肥等培訓(xùn)并提供技術(shù)支撐,科學(xué)施肥,提高肥料利用率,相關(guān)資源要存檔并可核證。(7)耕作措施不違反當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)。(8)采用IPCC提供的默認(rèn)值計(jì)算減排量,或采用靜態(tài)箱法測(cè)定稻田溫室氣體排放并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析(減排量為基線(xiàn),即未采取水分控制措施時(shí)的溫室氣體排放量與項(xiàng)目實(shí)施后溫室氣體排放量的差值)。(9)適用于常州地區(qū)常用水稻品種和水稻種植期(單季晚稻)。
3. 引用文件
中華人民共和國(guó)《溫室氣體自愿減排交易管理辦法(試行)》
《2006 IPCC
國(guó)家溫室氣體排放清單編制指南2019年修訂版》
《氣候智慧型農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)固碳減排監(jiān)測(cè)與核算規(guī)范》(NY/T
4300-2023)
《農(nóng)作物溫室氣體排放核算指南》(RB/T
095-2022)
IPCC第五次評(píng)估報(bào)告的《氣候變化2013:物理科學(xué)基礎(chǔ)》
4. 術(shù)語(yǔ)與定義
溫室氣體(Greenhouse
Gas)大氣中能夠吸收并釋放紅外輻射的氣體的統(tǒng)稱(chēng)。
全球增溫潛勢(shì)(Global
Warming Potential)溫室氣體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的累積輻射強(qiáng)迫與相應(yīng)當(dāng)量的二氧化碳在等時(shí)間內(nèi)累計(jì)輻射強(qiáng)迫的比值,是衡量溫室氣體增溫能力的通用指標(biāo)。
碳源(Carbon
Source):向大氣中釋放二氧化碳的過(guò)程、活動(dòng)或機(jī)制,可以分為自然碳源和人為碳源。
碳匯(Carbon
Sink):從大氣中清除二氧化碳的過(guò)程、活動(dòng)或機(jī)制,可以分為自然碳匯和人工碳匯。
土壤有機(jī)碳庫(kù)(Soil
Organic Carbon Pool)土壤中有機(jī)碳的存儲(chǔ)量。
植被碳儲(chǔ)量(Carbon
Storage in Vegetation)作物在其生長(zhǎng)過(guò)程中,通過(guò)光合作用固定在植物體(包括地上部分和地下部分)中的有機(jī)碳總量。
碳通量(Carbon
Flux)碳循環(huán)研究中的基本概念,表示生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)某一個(gè)生態(tài)斷面的碳元素總量。
基準(zhǔn)線(xiàn)情景(Baseline
Scenario)在沒(méi)有實(shí)施水分控制減排增匯項(xiàng)目的情景下,原本會(huì)在項(xiàng)目邊界內(nèi)實(shí)施傳統(tǒng)灌溉的種植情景。
灌溉稻田(Irrigated
Paddy Field)指通過(guò)人為管理水資源,為稻田提供必要的水分以滿(mǎn)足水稻正常生長(zhǎng)需求的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,與完全依靠自然降水的雨養(yǎng)稻田相對(duì)應(yīng)。
稻田全生命周期(Full Life
Cycle of Paddy Fields)稻田在其整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期中,從資源投入、種植、管理到收獲所經(jīng)歷的完整過(guò)程。
本田期(Main Growing Period in Paddy Fields)特指水稻從移栽或直播之后,進(jìn)入正常生長(zhǎng)到收割前的田間管理期。
淹水灌溉(Flood
Irrigation)一種傳統(tǒng)的灌溉方式,指在稻田中持續(xù)保持一層水層,使土壤表面長(zhǎng)期處于淹水狀態(tài),以滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)的水分需求。
間歇灌溉(Intermittent
Irrigation)一種在稻田種植過(guò)程中,將稻田交替經(jīng)歷“淹水”和“非淹水”狀態(tài)的灌溉方法。
控制灌溉(Controlled
Irrigation)一種基于精確控制灌水量和灌水時(shí)間的現(xiàn)代化灌溉方法,灌溉需水量小于間歇灌溉。
5. 項(xiàng)目邊界及排放源(匯或庫(kù))
項(xiàng)目的空間邊界:實(shí)施水分控制的農(nóng)田地理邊界。
項(xiàng)目核算邊界:水稻種植和生長(zhǎng)過(guò)程中(插秧、播種、翻耕、收割等)使用能源(燃料、用電)帶來(lái)的溫室氣體間接排放,灌溉水提水耗能造成的溫室氣體間接排放,水稻生長(zhǎng)過(guò)程中稻田甲烷、氧化亞氮、二氧化碳排放,以及土壤、水稻植株碳儲(chǔ)量變化等。
項(xiàng)目的開(kāi)始日期:水稻插秧/播種前開(kāi)始土壤取樣監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)碳庫(kù)的日期。項(xiàng)目開(kāi)始日期原則上不應(yīng)早于向國(guó)家主管部門(mén)提交項(xiàng)目備案的日期。如果項(xiàng)目活動(dòng)日期早于向國(guó)家主管部門(mén)提交項(xiàng)目備案的日期,項(xiàng)目參與方須提供透明和可核實(shí)的證據(jù),證明減排增匯項(xiàng)目最初的主要目的。這些證據(jù)必須是發(fā)生在項(xiàng)目開(kāi)始之前,并且是官方的或具有法律效力的文件。
碳匯計(jì)入期:項(xiàng)目開(kāi)始后,相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)情景,由于水分控制產(chǎn)生的土壤有機(jī)碳、農(nóng)作物碳儲(chǔ)量增匯和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體減排的計(jì)入周期。
表1基準(zhǔn)線(xiàn)和項(xiàng)目實(shí)施階段碳庫(kù)的選擇
碳庫(kù)種類(lèi)
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理由
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水稻植株碳儲(chǔ)量
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作物地上地下部分生物量受水分控制的影響。
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土壤有機(jī)碳庫(kù)
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水分調(diào)控直接影響土壤有機(jī)碳庫(kù)。
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表2基準(zhǔn)線(xiàn)和項(xiàng)目實(shí)施階段溫室氣體排放源
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排放源
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氣體
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包括/不包括
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理由
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氣體排放源
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施用化肥
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CO2
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不包括
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CH4
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不包括
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N2O
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包括
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適用氮肥是N2O主要排放源
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化石燃料消耗
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CO2
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包括
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農(nóng)用機(jī)械、提水灌溉產(chǎn)生的碳排放
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CH4
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不包括
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N2O
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不包括
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土壤有機(jī)碳庫(kù)
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CO2
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包括
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土壤呼吸作用產(chǎn)生碳排放
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CH4
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包括
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厭氧條件下土壤甲烷菌產(chǎn)生CH4
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N2O
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不包括
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作物呼吸作用
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CO2
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包括
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作物呼吸作用產(chǎn)生CO2
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CH4
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不包括
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N2O
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不包括
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6. 減排量核算方法學(xué)
6.1情景識(shí)別
基準(zhǔn)線(xiàn)情景是指在傳統(tǒng)水稻種植模式下,原本在項(xiàng)目空間邊界內(nèi)實(shí)施灌溉、施肥、用藥的管理活動(dòng)情況。項(xiàng)目實(shí)施情景是指實(shí)施水分控制,其他條件不變的情況下,在項(xiàng)目空間邊界內(nèi)的管理活動(dòng)情況。本方法學(xué)采用的基準(zhǔn)線(xiàn)為相對(duì)基準(zhǔn)線(xiàn),項(xiàng)目主體應(yīng)按照如下步驟執(zhí)行計(jì)算:
1. 識(shí)別水稻生產(chǎn)情景,確定核算主體的稻田地理邊界及田塊類(lèi)型;
2. 明確功能單位和核算邊界,識(shí)別溫室氣體排放源和類(lèi)型;
3. 確定傳統(tǒng)種植模式下,稻田灌溉模式;
4. 確定施肥器械使用化石能源的量、灌溉提水耗電量;
5. 針對(duì)碳足跡各組分,選擇核算方法,制定方案;
6. 開(kāi)展田間實(shí)測(cè),收集活動(dòng)數(shù)據(jù)和排放因子(重點(diǎn)關(guān)注傳統(tǒng)種植模式下,土壤有機(jī)碳庫(kù)變化情況和稻田碳排放量,在不改變稻田其他種植習(xí)慣的情況下,灌溉用水作為項(xiàng)目唯一變量要關(guān)注由此改變的溫室氣體排放量);
7. 計(jì)算核算凈溫室氣體排放量與植物土壤碳儲(chǔ)量變化量;
8. 確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,進(jìn)行必要的校驗(yàn)和審核;
9. 將核算結(jié)果整理成報(bào)告,分析基準(zhǔn)線(xiàn)情景和項(xiàng)目實(shí)施情景下的農(nóng)田碳排放和碳匯情況。
6.2碳核算方法
碳核算方法主要包括排放因子法、質(zhì)量平衡法和實(shí)測(cè)法3種主要方法。排放因子法是通過(guò)已知的排放因子來(lái)估算特定活動(dòng)的碳排放量;質(zhì)量平衡法是通過(guò)輸入和輸出的差值來(lái)計(jì)算碳排放;實(shí)測(cè)法則是直接測(cè)量碳排放量。
1. 排放因子法
排放因子是表征單位生產(chǎn)或消費(fèi)活動(dòng)量的溫室氣體排放系數(shù),包括單位熱值含碳量或元素碳含量、氧化率等。可以直接采用IPCC、美國(guó)環(huán)境保護(hù)署、歐洲環(huán)境機(jī)構(gòu)等提供的已知數(shù)據(jù)(即缺省值),也可以基于代表性的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)推算。
2. 質(zhì)量平衡法
質(zhì)量平衡法可以根據(jù)每年用于國(guó)家生產(chǎn)生活的新化學(xué)物質(zhì)和設(shè)備,計(jì)算為滿(mǎn)足新設(shè)備能力或替換去除氣體而消耗的新化學(xué)物質(zhì)份額。對(duì)于二氧化碳而言,在碳質(zhì)量平衡法下,碳排放由輸入碳含量減去非二氧化碳的碳輸出量得到:
CO2排放=(原料投入量×原料含碳量-產(chǎn)品產(chǎn)出量×產(chǎn)品含碳量-廢物輸出量×廢物含碳量)×44/12
其中,44/12是碳轉(zhuǎn)換成CO2的轉(zhuǎn)換系數(shù)。采用基于具體設(shè)施和工藝流程的碳質(zhì)量平衡法計(jì)算排放量,可以反映碳排放發(fā)生地的實(shí)際排放量。
3. 實(shí)測(cè)法
實(shí)測(cè)法基于排放源實(shí)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),匯總得到相關(guān)碳排放量,通過(guò)安裝監(jiān)測(cè)儀器、設(shè)備,并采用相關(guān)技術(shù)文件中所要求的方法測(cè)量稻田排放到大氣中的溫室氣體,以及土壤、植被碳儲(chǔ)量的變化。
6.3項(xiàng)目固碳減排量核算
項(xiàng)目固碳減排量=E基準(zhǔn)線(xiàn)情景-E項(xiàng)目實(shí)施情景
E=Em+C+ECO2+EN2O+ECH4+S+ΔCsoil
式中各數(shù)據(jù)參數(shù)具體見(jiàn)表3。
表3項(xiàng)目固碳減排量核算所需數(shù)據(jù)來(lái)源
輸入量
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單位
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來(lái)源
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輸出量
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單位
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農(nóng)用機(jī)械總用電量(W)
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kWh
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當(dāng)?shù)卣{(diào)研
|
農(nóng)業(yè)機(jī)械消耗化石燃料所產(chǎn)生的碳排放(Em)
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kg
|
項(xiàng)目實(shí)施情景固碳減排量(E項(xiàng)目實(shí)施情景)
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農(nóng)用柴油消耗量(T)
|
kg
|
當(dāng)?shù)卣{(diào)研
|
電力碳排放因子(EFCO2)
|
kgCO2·kWh-1
|
生態(tài)環(huán)境部和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局
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農(nóng)用柴油排放因子(δ)
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kg*kg-1
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IPCC
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水稻播種面積(A)
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畝
|
當(dāng)?shù)卣{(diào)研
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稻田溫室氣體排放量(ECH4、EN2O、ECO2)
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kg
|
水稻生長(zhǎng)期長(zhǎng)度(L)
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d
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當(dāng)?shù)卣{(diào)研
|
化肥施用量(M)
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kg*畝-1
|
當(dāng)?shù)卣{(diào)研
|
基礎(chǔ)溫室氣體排放因子(FCH4、FN2O、FCO2)
|
畝-1*d-1
|
稻田實(shí)測(cè)
|
與水分管理方式相關(guān)的溫室氣體調(diào)節(jié)系數(shù)(KCH4、KN2O、KCO2)
|
/
|
稻田實(shí)測(cè)
|
土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量(SOCS0)
|
kg C畝-1
|
稻田實(shí)測(cè)
|
土壤碳儲(chǔ)量變化量(ΔCsoil)
|
kg
|
水稻不同灌溉模式下的矯正因子(CSF)
|
/
|
稻田實(shí)測(cè)
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作物產(chǎn)量(Q)
|
kg*畝-1
|
當(dāng)?shù)卣{(diào)研
|
作物植被碳儲(chǔ)量(S)
|
kg
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收獲部分水分系數(shù)(f)
|
/
|
羅懷良[5]
|
經(jīng)濟(jì)系數(shù)(Ei)
|
/
|
羅懷良[5]
|
植株含碳率(C)
|
/
|
羅懷良[5]
|
根冠比(R/T)
|
/
|
稻田實(shí)測(cè)
|
6.4水稻碳足跡計(jì)算
本項(xiàng)目中水稻碳足跡計(jì)算分別從農(nóng)機(jī)燃料消耗的CO2排放、稻田土壤CO2排放、稻田CH4、N2O排放、土壤碳儲(chǔ)量、作物碳儲(chǔ)量幾部分來(lái)計(jì)算。
1. 農(nóng)機(jī)燃料消耗時(shí)的CO2排放
水稻生產(chǎn)投入農(nóng)資(包括農(nóng)膜、農(nóng)藥、肥料等)、土地翻耕、播種、收割、提水灌溉等過(guò)程中農(nóng)業(yè)機(jī)械燃料消耗所產(chǎn)生的碳排放由下式計(jì)算:
Em=(W×EFCO2)+(T×δ)×44/12 (1.1)
式中,
EFCO2:電力碳排放系數(shù),見(jiàn)表4;
W:農(nóng)業(yè)機(jī)械總用電量,kWh;
δ:農(nóng)用柴油或汽油碳排放系數(shù),見(jiàn)表4;
T:農(nóng)用柴油或汽油消耗量,kg;
44/12:將C轉(zhuǎn)換成CO2的系數(shù)。
2. 稻田土壤呼吸CO2排放
實(shí)測(cè)法采用靜態(tài)箱-氣相色譜監(jiān)測(cè)法監(jiān)測(cè)稻田甲烷排放,排放因子法估算按下式計(jì)算:
ECO2=FCO2×KCO2×A×L (1.2)
式中,
FCO2:基礎(chǔ)二氧化碳排放因子,具體參數(shù)見(jiàn)表5;
KCO2:與水分管理方式相關(guān)的二氧化碳調(diào)節(jié)系數(shù),具體參數(shù)見(jiàn)表5;
A:稻田面積,畝;
L:生長(zhǎng)期長(zhǎng)度,天。
3. 稻田CH4排放
實(shí)測(cè)法采用靜態(tài)箱-氣相色譜監(jiān)測(cè)法監(jiān)測(cè)稻田甲烷排放,排放因子法估算按下式計(jì)算:
ECH4=FCH4×KCH4×A×L×GWPC (1.3)
式中,
FCH4:基礎(chǔ)甲烷排放因子,具體參數(shù)見(jiàn)表5;
KCH4:與水分管理方式相關(guān)的甲烷調(diào)節(jié)系數(shù),具體參數(shù)見(jiàn)表4;
A:稻田面積,畝;
L:生長(zhǎng)期長(zhǎng)度,天;
GWPC:CH4增溫潛勢(shì),取值25;
4. 稻田N2O直接排放
實(shí)測(cè)法采用靜態(tài)箱-氣相色譜監(jiān)測(cè)法監(jiān)測(cè)稻田氧化亞氮直接排放,排放因子法根據(jù)下式計(jì)算:
EN2O=FN2O×KN2O×A×L×GWPN (1.4)
式中,
FN2O:基礎(chǔ)氧化亞氮排放因子,具體參數(shù)見(jiàn)表5;
KN2O:與水分管理方式相關(guān)的氧化亞氮調(diào)節(jié)系數(shù),具體參數(shù)見(jiàn)表4;
A:稻田面積,畝;
L:生長(zhǎng)期長(zhǎng)度,天;
GWPN:N2O增溫潛勢(shì),取值298。
5. 稻田N2O間接排放
EF-N2O=(EN2O-沉降+EN2O-淋溶及流失)×GWPN (1.5)
式中,
EF-N2O:稻田施肥造成的N2O間接排放量;
EN2O-沉降:施肥造成的氣態(tài)氮N2O排放量;
EN2O-淋溶及流失:稻田氮淋溶及流失引起的N2O排放量;
GWPN:N2O增溫潛勢(shì),取值298。
(1)施肥造成的氣態(tài)氮N2O排放估算公式如下:
EN2O-沉降=(FSN×FRACGASF+FON×FRACGASM)×EF沉降×44/28(1.6)
式中,
FSN:化肥氮用量,單位為kg N ha-1;
FON:有機(jī)肥中的氮含量,單位為kg N ha-1;
FRACGASF:施用化肥中含有的氮,以 NH3和NOx形式揮發(fā)的比例,具體參數(shù)見(jiàn)表6;
FRACGASM:施用有機(jī)肥中含有的氮,以 NH3和NOx形式揮發(fā)的比例,具體參數(shù)見(jiàn)表6;
EF沉降:施用肥料中含有的氣態(tài)氮損失到大氣中,再沉積到土壤和水面引起的 N2O間接排放的排放因子,kg N2O-N
kgN-1,見(jiàn)表6;
44/28:N2O-N 轉(zhuǎn)化成N2O的系數(shù)。
(2)稻田氮淋溶及流失引起的N2O排放估算公式按下式計(jì)算:
EN2O-淋溶及流失=(FSN+FON)×FRAC淋溶及流失×EF淋溶及流失×44/28 (1.7)
式中,
FSN:化肥氮用量,單位為kg N ha-1;
FON:有機(jī)肥中的氮含量,單位為kg N ha-1;
FRAC淋溶及流失:施用肥料通過(guò)淋溶和流失的氮損失比例,具體參數(shù)見(jiàn)表6;
EF淋溶及流失:施用肥料中的氮素通過(guò)淋溶和流失后以N2O排放的比例,kg N2O-N
kgN-1,具體參數(shù)見(jiàn)表6。
6. 土壤碳儲(chǔ)量變化量
土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量(SOCS0)可根據(jù)干燃燒法、通量梯度法、便攜式土壤碳通量測(cè)定儀、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)、中紅外光譜法、重復(fù)采樣和碳循環(huán)模型預(yù)測(cè)、高錳酸鉀氧化法、重鉻酸鉀氧化-分光光度法等方法監(jiān)測(cè),其變化量(ΔCsoil)計(jì)算見(jiàn)下式。
ΔCsoil=(CSF×SOCS0?SOCS0)×A×44/12 (1.9)
式中,
SOCS0:監(jiān)測(cè)前土壤碳儲(chǔ)量,單位為kg C畝-1;
CSF:水稻不同灌溉模式對(duì)應(yīng)的矯正因子,本項(xiàng)目中CSF取值見(jiàn)表7;
A:稻田面積,畝;
44/12:將C轉(zhuǎn)換成CO2的系數(shù)。
7. 作物植被碳儲(chǔ)量
作物碳儲(chǔ)量考慮從地上部分和地下部分兩部分進(jìn)行核算。
S=(S地上+S地下)×A×44/12 (1.10)
S地上=C×Q×(1-f)/Ei (1.11)
S地下=R/T×S地上 (1.12)
式中,
S:區(qū)域作物植被碳儲(chǔ)量,kg;
C:植株含碳率,%,具體參數(shù)見(jiàn)表8;
Q:作物產(chǎn)量,kg/畝;
A:稻田面積,畝;
f:作物收獲部分的水分系數(shù),%,見(jiàn)表8;
Ei:作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)(收獲指數(shù)),見(jiàn)表8;
R/T:作物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值,不同水分管理下水稻根冠比取值見(jiàn)表8。
44/12:將C轉(zhuǎn)換成CO2的系數(shù)。
本項(xiàng)目不考慮秸稈處理、糧食加工等后續(xù)碳排放,因?yàn)槌R?jiàn)的秸稈處理方式主要有焚燒、堆肥兩種,不同處理方法產(chǎn)生的溫室氣體排放量不盡相同;水稻后續(xù)脫粒、加工、包裝、運(yùn)送等工序繁多,類(lèi)型多樣,農(nóng)戶(hù)均可以根據(jù)實(shí)際情況自行選擇,難以控制,不能定量。雖然由此產(chǎn)生的碳排放也加入了地區(qū)碳循環(huán),但已經(jīng)脫離了灌溉水分控制的影響范疇,為提升計(jì)算精度和研究針對(duì)性,本項(xiàng)目不予考慮。
表4燃料消耗相關(guān)碳排放系數(shù)
碳源因子
|
碳排放系數(shù)
|
參考來(lái)源
|
農(nóng)用柴油(汽油)
|
0.5927 kg·kg-1
|
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)
|
農(nóng)業(yè)機(jī)械用電
|
0.6451 kgCO2·kWh-1
|
生態(tài)環(huán)境部和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《2021年電力二氧化碳排放因子》
|
表5稻田不同灌溉方式下的溫室氣體相關(guān)排放因子
溫室氣體
灌溉模式
|
CH4
|
N2O
|
CO2
|
FCH4
|
KCH4
|
FN2O
|
KN2O
|
FCO2
|
KCO2
|
淹水灌溉
|
0.044799
|
1
|
5.69×10-5
|
1
|
0.148402
|
1
|
間歇灌溉
|
0.044799
|
0.372305
|
5.69×10-5
|
1.504867
|
0.148402
|
1.346911
|
控制灌溉
|
0.044799
|
0.251496
|
5.69×10-5
|
2.087208
|
0.148402
|
1.785308
|
表6稻田氧化亞氮間接排放因子
排放因子
|
總體
|
詳細(xì)
|
數(shù)值
|
范圍
|
類(lèi)別
|
數(shù)值
|
范圍
|
氣態(tài)氮損失排放因子(EF沉降)
|
0.010
|
0.002~0.018
|
濕潤(rùn)氣候
|
0.014
|
0.011~0.017
|
干燥氣候
|
0.005
|
0.000~0.011
|
化肥氣態(tài)氮損失比例(FRACGASF)
|
0.11
|
0.02~0.33
|
尿素
|
0.15
|
0.03~0.43
|
銨鹽肥料
|
0.08
|
0.02~0.30
|
硝酸鹽肥料
|
0.01
|
0.00~0.02
|
硝酸銨肥料
|
0.05
|
0.00~0.20
|
有機(jī)肥氣態(tài)氮損失比例(FRACGASM)
|
0.21
|
0.00~0.31
|
-
|
-
|
-
|
氮淋溶及流失排放因子(EF淋溶及流失)
|
0.011
|
0.000~0.020
|
-
|
-
|
-
|
氮肥淋溶及流失比例(FRAC淋溶及流失)
|
0.24
|
0.01~0.73
|
-
|
-
|
-
|
注:濕潤(rùn)氣候?yàn)槟杲邓颗c潛在蒸散量之比>1的溫帶和北方地區(qū),以及年降水量>1000mm的熱帶地區(qū);干燥氣候在為年降水量與潛在蒸散量之比<1的溫帶與北方地區(qū),和年降水量<1000mm的熱帶地區(qū)。
數(shù)據(jù)來(lái)源于《2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National
Greenhouse GasInventories》。
|
表7水稻不同灌溉模式下土壤碳儲(chǔ)量矯正因子
灌溉模式
|
CSF
|
淹水灌溉
|
0.917
|
間歇灌溉
|
0.954
|
控制灌溉
|
1.001
|
表8水稻植被碳儲(chǔ)量估算參數(shù)值
經(jīng)濟(jì)系數(shù)[5]
|
收獲部分水分系數(shù)[5]
|
平均含碳率[5]
|
根冠比
|
0.4562
|
0.0872
|
0.4197
|
淹水灌溉
|
0.2
|
間歇灌溉
|
0.23
|
控制灌溉
|
0.25
|
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