第 26卷 第 5期2006年 9月 第 四 纪 研 究QUATERNARY SC IENCES Vol. 26, No. 5Sep tember, 2006文 章 编 号 1001 - 7410 2006 05 - 722 - 11中 国 的 温 室 气 体 排 放 、 减 排 措 施 与 对 策 3黄 耀中 国 科 学 院 大 气 物 理 研 究 所 ,北 京 100029摘 要 根 据 中 华 人 民 共 和 国 气 候 变 化 初 始 国 家 信 息 通 报 , 1994年 中 国 温 室 气 体 排 放 总 量 约 为 3650 106 t的CO2当 量 ,其 中 CO2 , CH4和 N2O分 别 占 7311 , 1917和 712。 CO2排 放 主 要 来 自 能 源 活 动 , CH4排 放 主 要 来 自 农业 活 动 和 能 源 活 动 , N2O排 放 主 要 来 自 农 业 活 动 。 在 过 去 的 20余 年 里 ,中 国 为 减 缓 全 球 温 室 气 体 排 放 的 增 长 速 度做 出 了 重 要 的 贡 献 。 对 文 献 资 料 和 大 量 研 究 结 果 的 分 析 表 明 ,中 国 可 通 过 采 取 相 关 措 施 和 制 订 相 应 政 策 进 一 步 减少 温 室 气 体 的 排 放 。 减 少 CO2排 放 的 主 要 措 施 和 对 策 包 括 调 整 能 源 结 构 降 低 煤 炭 消 费 比 例 、 适 度 提 高 天 然 气 比例 和 发 展 核 能 ;提 高 能 源 生 产 、 转 化 、 分 配 和 使 用 过 程 中 的 效 率 ;开 发 利 用 水 能 、 风 能 、 太 阳 能 和 生 物 能 等 可 再 生 能源 ;通 过 植 树 造 林 ,推 广 秸 秆 还 田 、 平 衡 施 肥 和 少 免 耕 等 增 加 陆 地 生 态 系 统 的 碳 吸 收 。 减 少 CH4排 放 的 主 要 措 施和 对 策 包 括 回 收 利 用 煤 层 气 ;改 造 生 活 垃 圾 填 埋 场 地 和 筛 选 环 境 适 应 性 强 的 CH4氧 化 菌 并 接 种 于 填 埋 场 ;改 善 反刍 动 物 的 营 养 成 分 ;稻 田 合 理 灌 溉 、 提 高 水 稻 的 收 获 指 数 、 选 育 和 种 植 CH4排 放 低 的 水 稻 品 种 等 。 减 少 农 田 N2 O排放 的 主 要 措 施 和 对 策 包 括 提 高 氮 肥 利 用 率 ;推 广 施 用 长 效 肥 和 控 释 肥 ;施 用 生 物 抑 制 剂 和 实 施 微 生 物 工 程 等 。主 题 词 中 国 温 室 气 体 减 排 措 施 对 策中 图 分 类 号 X16, X32 文 献 标 识 码 A作 者 简 介 黄 耀 男 50岁 研 究 员 环 境 学 专 业 E2mail huangymail. iap. ac. cn3 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 重 大 项 目 “ 中 国 陆 地 和 近 海 生 态 系 统 碳 收 支 研 究 ” 批 准 号 KZCX1 - SW - 01 - 13资 助2005 - 12 - 08收 稿 , 2006 - 04 - 27收 修 改 稿1 引 言气 候 变 暖 是 当 今 全 球 性 的 环 境 问 题 ,其 主 要 原因 是 由 于 大 气 中 温 室 气 体 浓 度 的 不 断 增 加 。 二 氧 化碳 CO2 、 甲 烷 CH4 和 氧 化 亚 氮 N2 O 被 认 为 是最 重 要 的 温 室 气 体 。 政 府 间 气 候 变 化 专 业 委 员 会 Intergovernmental Panel on Climate Change, 简 称IPCC第 3次 评 估 报 告 给 出 单 位 质 量 CH4和 N2 O的全 球 增 温 潜 势 Global W arm ing Potential, 简 称GW P分 别 是 CO2的 23倍 和 296倍 100年 时 间 尺度 [ 1 ]。 在 夏 威 夷 Mauna Loa 的 观 测 结 果 表 明 ,1959～ 2003年 ,大 气 中 CO2浓 度 从 315μ g/g增 加 到375μ g/g左 右 。 而 在 过 去 的 250年 里 , CH4和 N2 O的浓 度 则 分 别 增 加 了 151和 17。 2000年 大 气 中CO2 , CH4和 N2 O浓 度 分 别 为 370μ g/g, 1760ng/g和316ng/g[ 1 ]。 对 2100年 大 气 中 温 室 气 体 浓 度 的 模 型预 测 表 明 ,届 时 CO2的 浓 度 可 能 会 增 加 到 540～970μ g/g, CH4 浓 度 的 增 加 范 围 为 - 190ng/g 到 1970ng/g, N2 O 浓 度 的 增 加 范 围 为 38ng/g到 144ng/g[ 1 ]。 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 以 下 简 称 公约 明 确 规 定 ,各 缔 约 方 应 在 公 平 的 基 础 上 ,根 据它 们 共 同 但 有 区 别 的 责 任 和 各 自 的 能 力 ,为 人 类 当代 和 后 代 的 利 益 保 护 气 候 系 统 ,发 达 国 家 应 率 先 采取 行 动 对 付 气 候 变 化 及 其 不 利 影 响 。 公 约 同 时也 要 求 所 有 缔 约 方 提 供 温 室 气 体 各 种 排 放 源 和 吸收 汇 的 国 家 清 单 ;制 订 、 执 行 、 公 布 国 家 计 划 ,包 括 减缓 气 候 变 化 以 及 适 应 气 候 变 化 的 措 施 ;促 进 减 少 或防 止 温 室 气 体 人 为 排 放 技 术 的 开 发 应 用 ;增 强 温 室气 体 的 吸 收 汇 ;制 定 适 应 气 候 变 化 影 响 的 计 划 ;促 进有 关 气 候 变 化 和 应 对 气 候 变 化 的 信 息 交 流 ;促 进 与气 候 变 化 有 关 的 教 育 、 培 训 和 提 高 公 众 意 识 等 。本 文 的 主 要 目 的 是 根 据 中 华 人 民 共 和 国 气 候变 化 初 始 国 家 信 息 通 报 [ 2 ]的 国 家 温 室 气 体 排 放 清单 ,通 过 对 相 关 资 料 和 研 究 结 果 的 分 析 ,探 讨 减 少 温室 气 体 排 放 的 措 施 与 对 策 。2 中 国 的 温 室 气 体 排 放 公 约 第 2次 缔 约 方 大 会 第 10号 决 定 规 定 了非 附 件 一 缔 约 方 初 始 信 息 通 报 国 家 温 室 气 体 清 单 的 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http// 5期 黄 耀 中 国 的 温 室 气 体 排 放 、 减 排 措 施 与 对 策 723 报 告 内 容 。 根 据 指 南 的 要 求 和 中 国 的 实 际 情 况 ,中国 初 始 国 家 信 息 通 报 1994年 国 家 温 室 气 体 清 单 [ 2 ]编 制 和 报 告 的 范 围 主 要 包 括 能 源 活 动 、 工 业 生 产 过程 、 农 业 活 动 、 土 地 利 用 变 化 和 林 业 、 城 市 废 弃 物 处理 的 温 室 气 体 排 放 量 估 算 。 估 算 的 温 室 气 体 种 类 包括 CO2 , CH4和 N2 O。能 源 活 动 的 温 室 气 体 清 单 编 制 和 报 告 的 范 围 主要 包 括 矿 物 燃 料 燃 烧 的 CO2和 N2 O排 放 、 煤 炭 开 采和 矿 后 活 动 的 CH4排 放 、 石 油 和 天 然 气 系 统 的 CH4逃 逸 排 放 和 生 物 质 燃 料 燃 烧 的 CH4排 放 [ 2 ]。 工 业 生产 过 程 的 关 键 排 放 源 包 括 水 泥 、 石 灰 、 钢 铁 、 电 石 生产 过 程 中 的 CO2排 放 ,以 及 己 二 酸 生 产 过 程 的 N2 O排 放 。 农 业 活 动 主 要 包 括 稻 田 CH4排 放 、 农 田 N2O排 放 、 动 物 消 化 道 CH4排 放 、 动 物 粪 便 管 理 的 CH4和N2O排 放 。 土 地 利 用 变 化 和 林 业 活 动 温 室 气 体 清 单编 制 和 报 告 的 范 围 主 要 包 括 森 林 和 其 他 木 质 生 物 量贮 量 的 变 化 ,即 活 立 木 林 分 、 疏 林 、 散 生 木 、 四 旁树 、 竹 林 、 经 济 林 生 长 碳 吸 收 ,以 及 森 林 资 源 消 耗引 起 的 CO2排 放 ;森 林 转 化 为 非 林 地 引 起 的 CO2排放 。 废 弃 物 处 置 温 室 气 体 清 单 编 制 和 报 告 的 范 围 主要 包 括 城 市 固 体 废 弃 物 处 置 的 CH4排 放 、 城 市 生 活污 水 和 工 业 生 产 废 水 的 CH4排 放 。根 据 中 华 人 民 共 和 国 气 候 变 化 初 始 国 家 信 息通 报 [ 2 ] , 1994 年 中 国 CO2净 排 放 量 约 为 2666 106 t折 合 约 727 106 t C ,其 中 能 源 活 动 排 放 约2795 106 t,工 业 生 产 过 程 排 放 约 278 106 t,土 地 利用 变 化 和 林 业 部 门 的 碳 吸 收 汇 约 407 106 t; CH4排放 总 量 约 34129 106 t, 其 中 农 业 活 动 排 放 约17120 106 t,能 源 活 动 排 放 约 9137 106 t,废 弃 物 处理 排 放 约 7172 106 t; N2 O排 放 总 量 约 85 104 t,其中 农 业 活 动 排 放 约 7816 104 t,工 业 生 产 过 程 排 放约 115 104 t,能 源 部 门 排 放 约 510 104 t表 1。表 1 1994年 中 国 温 室 气 体 排 放 清 单 [ 2 ]Table 1 Inventory of greenhouse gas em issions in China, 1994温 室 气 体 排 放 源 和 吸 收 汇 的 种 类CO2 CH4 N2O/ 103 t a - 1总 排 放 量 净 排 放 2665990 34287 8501. 能 源 活 动 2795489 9371 50燃 料 燃 烧 2795489能 源 生 产 及 加 工 转 换 961703 50工 业 1223022交 通 165567商 业 76559居 民 271709其 他 建 筑 业 和 农 业 96929生 物 质 燃 烧 以 能 源 利 用 为目 的 2147燃 料 逃 逸 排 放 7224油 气 系 统 124煤 炭 开 采 71002. 工 业 生 产 过 程 277980 153. 农 业 17196 786动 物 肠 道 发 酵 10182水 稻 种 植 6147其 他 867 7864. 土 地 利 用 变 化 和 林 业 - 407479森 林 和 其 他 木 本 生 物 量 储 量变 化 - 431192森 林 和 草 地 的 转 化 23713弃 耕 地 未 估 计5. 其 他 7720废 弃 物 处 置 7720表 2 按 100年 全 球 增 温 潜 势 折 算 后 的1994年 温 室 气 体 排 放 量 [ 2 ]Table 2 Greenhouse gas em issions in China in term s of GlobalW arm ing Potentials at 1002year time horizon, 1994温 室气 体排 放 量/ 103 t全 球 增温 潜 势折 合 CO2 当 量/ 103 t 比 重 /CO2 2665990 1 2665990 73. 1CH4 34287 21 720027 19. 7N2O 850 310 263500 7. 2合 计 3649517 100按 IPCC第 2次 评 估 报 告 给 出 的 全 球 增 温 潜 势计 算 , 1994年 中 国 温 室 气 体 总 排 放 量 约 为 3650 106 t的 CO2当 量 ,其 中 CO2 , CH4和 N2 O 分 别 占7311 , 1917和 712 表 2。3 减 少 温 室 气 体 排 放 的 措 施 与 对 策311 减 少 CO2排 放 的 对 策能 源 活 动 是 中 国 1994年 CO2排 放 的 主 要 来 源见 表 1 ,占 CO2总 排 放 的 90195 不 计 入 土 地 利用 变 化 和 林 业 活 动 的 碳 汇 吸 收 。 能 源 活 动 的 CO2排 放 全 部 来 源 于 化 石 燃 料 燃 烧 ,其 中 工 业 部 门 排 放占 43175 , 能 源 生 产 和 加 工 转 换 部 门 排 放 占34140。 工 业 生 产 过 程 的 CO2排 放 主 要 来 源 于 水泥 和 石 灰 的 生 产 过 程 ,这 两 种 产 品 生 产 过 程 的 排 放量 在 工 业 生 产 过 程 CO2排 放 中 约 占 90142 [ 2 ]。 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http//724 第 四 纪 研 究 2006年1调 整 能 源 结 构我 国 煤 炭 消 费 占 能 源 消 费 总 量 的 比 重 高 于 发 达国 家 和 世 界 平 均 水 平 ,石 油 和 天 然 气 的 比 重 较 低 ,特别 是 天 然 气 的 消 费 比 例 远 低 于 世 界 平 均 水 平表 3。 由 于 煤 炭 是 一 种 CO2排 放 量 高 的 燃 料 ,其 燃烧 对 温 室 气 体 贡 献 率 最 大 。 燃 烧 每 吨 煤 炭 、 石 油 和天 然 气 的 CO2排 放 量 分 别 为 017 t, 0154 t和 0139 t。单 位 热 量 燃 煤 引 起 的 CO2排 放 比 使 用 石 油 和 天 然 气分 别 高 出 36和 61 [ 3 ] ,水 电 和 核 电 基 本 无 CO2排放 。 合 理 调 整 能 源 结 构 可 有 效 地 降 低 CO2排 放 [ 4 ]。表 3 2001年 中 国 一 次 能 源 消 费 结 构 与 国 外 的 比 较 [ 5 ]Table 3 Comparison of p rimary energy consump tion structurebetween China and some other countries and organizations in 2001国 家 和 组 织占 能 源 消 费 总 量 的 比 重 / 煤 炭 石 油 天 然 气 水 能 核 能日 本 20. 0 48. 1 13. 8 4. 0 14. 1美 国 24. 8 40. 0 24. 8 2. 2 8. 2欧 盟 14. 4 43. 1 23. 2 5. 7 13. 6经 合 组 织 21. 0 41. 5 22. 1 5. 5 9. 9中 国 62. 0 27. 5 3. 0 7. 0 0. 5世 界 24. 7 38. 5 23. 7 6. 5 6. 6图 1 1978～ 2003中 国 能 源 消 费 总 量 与 构 成资 料 来 源 中 华 人 民 共 和 国 国 家 统 计 局 [ 6 ]Fig. 1 Total consump tion and structure of energyresources from 1978 to 2003 in China Source National Bureau of Statistics of China[ 6 ] 中 国 是 目 前 世 界 上 少 数 几 个 能 源 结 构 以 煤 炭 为主 的 国 家 ,虽 然 煤 炭 占 能 源 消 费 总 量 的 比 例 已 从 20世 纪 80～ 90年 代 的 70 ～ 76下 降 到 21世 纪 的65 ～ 67 图 1 ,但 在 未 来 短 期 内 很 难 改 变 这 种以 煤 为 主 的 一 次 性 能 源 消 费 结 构 。 尽 管 如 此 ,从 过去 20余 年 中 国 能 源 结 构 的 变 化 来 看 见 图 1 ,将 煤炭 的 消 费 比 例 从 目 前 的 65 ～ 67下 降 到 60左右 是 可 能 的 ,若 代 之 以 天 然 气 , CO2的 排 放 量 则 会 减少 314 ～ 512。 在 我 国 现 有 资 源 和 经 济 等 条 件下 ,在 适 度 提 高 油 气 比 例 的 同 时 大 力 发 展 水 电 ,适 当发 展 核 电 是 改 善 能 源 结 构 的 有 效 途 径 [ 7 ]。 有 资 料表 明 , 1995年 和 1999年 世 界 核 电 分 别 减 少 CO2排 放1717 108 t和 24 108 t[ 8 ]。中 国 煤 炭 的 消 费 主 要 集 中 在 工 业 ,占 消 费 总 量的 9019 表 4。 在 工 业 消 费 中 ,电 力 煤 气 及 水 生产 供 应 业 、 制 造 业 和 采 掘 业 分 别 占 5314 , 3914和 712 [ 6 ]。 因 此 ,适 度 调 整 前 两 个 行 业 的 能 源 结构 ,回 收 利 用 焦 炉 煤 气 [ 9 ]、 研 发 以 煤 气 化 为 核 心 的多 联 产 能 源 系 统 [ 10, 11 ]等 有 助 于 提 高 能 源 利 用 率 和减 少 CO2排 放 。表 4 2002年 中 国 煤 炭 消 费 在 各 行 业 的 比 例资 料 来 源 中 华 人 民 共 和 国 国 家 统 计 局 [ 6 ] Table 4 Consump tion of coal in different sectors in China, 2002行 业 消 费 量 / 104 t 占 总 量 /农 、 林 、 牧 、 渔 业 1622. 89 1. 2工 业 124195. 37 90. 9建 筑 业 553. 54 0. 4交 通 运 输 、 仓 储 及 邮 电 通 信 业 1054. 95 0. 8批 发 和 零 售 贸 易 餐 饮 业 809. 08 0. 6其 他 行 业 767. 06 0. 6生 活 消 费 7602. 64 5. 6消 费 总 量 136605. 53 1002提 高 能 源 利 用 率我 国 单 位 GDP的 能 耗 和 CO2排 放 量 均 高 于 世界 平 均 水 平 ,与 世 界 发 达 国 家 相 比 ,我 国 主 要 耗 能 产品 的 单 耗 要 高 出 30 ～ 100 [ 12～ 14 ]。 1997年 我 国单 位 GDP能 耗 15138 t/万 美 元 ,单 位 GDP的 CO2排放 量 915 t/万 美 元 ,均 高 于 世 界 平 均 值 4113 t标 煤 /万 美 元 和 2107 t C /万 美 元 [ 5 ]。 1981年 至 1999年 ,我 国 GDP万 元 产 值 能 耗 下 降 了 60 ,年 均 节 能 率 接近 5 ,能 源 效 率 已 由 1980年 的 25上 升 到 21世纪 初 的 34左 右 [ 15 ]。 1981年 到 1999年 全 国 累 计节 约 能 源 9149 108 t标 准 煤 ,按 照 我 国 1990年 消 费每 吨 标 准 煤 CO2排 放 量 0158 t的 碳 计 算 ,相 当 于 减少 约 515 108 t的 CO2 - C排 放 [ 15 ]。 近 年 来 ,我 国在 降 低 能 耗 [ 16～ 19 ]和 提 高 能 源 生 产 、 转 化 、 分 配 和 使用 过 程 中 的 效 率 [ 20～ 24 ]等 方 面 进 行 了 不 少 的 研 究 ,客观 评 价 和 推 广 这 些 研 究 成 果 有 助 于 减 少 CO2排 放 。3可 再 生 能 源 的 利 用我 国 具 有 丰 富 的 可 再 生 能 源 资 源 。 水 能 资 源 的 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http// 1黄 耀 ,于 贵 瑞 . 2004年 度 研 究 工 作 报 告 中 国 陆 地 和 近 海 生 态 系 统 碳 收 支 研 究5期 黄 耀 中 国 的 温 室 气 体 排 放 、 减 排 措 施 与 对 策 725 理 论 蕴 藏 量 为 7 108 kW ,技 术 可 开 发 容 量 5142 108 kW ,经 济 可 开 发 容 量 4102 108 kW , 2004年 水 电装 机 容 量 突 破 1 108 kW [ 25 ] ;潮 汐 能 蕴 藏 量 非 常 丰富 ,据 水 电 部 1985年 普 查 ,我 国 东 南 沿 海 可 开 发 的 潮汐 能 源 达 2100 104 kW ,年 发 电 量 620 108 kW h,其 中 92分 布 于 华 东 沿 海 ,但 至 今 被 开 发 利 用 的 不到 1 [ 26 ] ;我 国 的 风 能 资 源 为 10 108 kW ,其 中 陆 地为 215 108 kW ,近 海 为 715 108 kW。 特 别 是 我 国天 山 阴 山 大 兴 安 岭 一 线 以 北 地 区 风 能 资 源 尤 为丰 富 ,风 能 功 率 密 度 一 般 在 200～ 300W /m2以 上 ,有的 地 方 可 达 500W /m2 ,但 至 今 被 开 发 利 用 的 不 到1 [ 27 ]。 此 外 ,如 太 阳 灶 、 太 阳 能 热 水 器 、 地 热 取 暖 、垃 圾 焚 烧 发 电 和 沼 气 发 电 等 已 在 许 多 地 区 发 挥 了 很大 作 用 [ 28 ]。 根 据 中 国 有 关 部 委 组 织 制 定 的 2000～2015年 新 能 源 与 可 再 生 能 源 产 业 发 展 规 划 要 点 ,到 2015年 中 国 新 能 源 和 可 再 生 能 源 年 开 发 量 达 到4300 104 t标 准 煤 ,占 中 国 当 时 能 源 消 费 总 量 的2 [ 29 ]。 我 国 可 再 生 能 源 如 生 物 质 气 化 、 沼 气 和风 力 发 电 具 有 显 著 的 减 排 效 果 [ 30～ 32 ] ,虽 然 其 发 电规 模 无 法 与 火 力 发 电 相 比 ,但 从 资 源 储 量 上 考 虑 具有 很 大 的 发 展 前 景 。4增 加 陆 地 生 态 系 统 的 碳 吸 收中 国 近 20多 年 来 开 展 了 大 规 模 的 植 树 造 林 活动 ,森 林 覆 盖 率 从 20世 纪 80年 代 初 的 12增 加 到90年 代 末 的 1616。 据 估 算 , 1980～ 2000年 中 国造 林 活 动 累 计 净 吸 收 CO2约 414 108 t[ 33 ]。 近 3年的 定 位 观 测 研 究 表 明 1 ,我 国 典 型 森 林 生 态 系 统 长白 山 温 带 阔 叶 混 交 林 、 千 烟 洲 红 壤 丘 陵 人 工 林 、 鼎 湖山 亚 热 带 常 绿 阔 叶 林 等 及 草 地 生 态 系 统 海 北 高寒 灌 丛 和 高 寒 草 甸 均 具 有 较 强 的 碳 汇 功 能 ,但 不同 类 型 的 森 林 和 草 原 的 固 碳 能 力 受 降 水 和 温 度 的 影响 。 目 前 ,全 国 森 林 年 固 碳 量 约 为 0160 108 ～1126 108 t,草 地 包 括 人 工 种 草 和 改 良 草 地 和 水土 流 失 治 理 活 动 的 年 碳 吸 收 分 别 为 0112 108 t和0103 108 t,农 作 物 年 固 碳 量 净 初 级 生 产 力 为512 108 ～ 615 108 t。笔 者 等 [ 34 ]最 近 调 研 并 分 析 了 我 国 1993年 以 来关 于 区 域 农 田 土 壤 有 机 碳 变 化 的 文 献 200余 篇 ,从中 选 出 132篇 具 有 代 表 性 的 文 献 ,这 些 文 献 涵 盖 了不 同 地 区 6万 余 个 土 壤 样 品 的 测 定 结 果 。 分 析 结 果表 明 ,近 20年 来 我 国 农 田 表 土 有 机 碳 贮 量 总 体 增 加了 311 106 ～ 401 106 t,年 均 增 加 1516 106 ～2011 106 t, 相 当 于 1994 年 CO2 - C 净 排 放 量727 106 t C的 211 ～ 218。 其 中 ,华 东 和 华 北地 区 增 加 明 显 ,但 东 北 地 区 呈 下 降 趋 势 。 有 机 碳 含量 增 加 明 显 的 土 壤 类 型 为 水 稻 土 和 潮 土 ,黑 土 下 降显 著 。 有 机 碳 含 量 增 加 主 要 归 因 于 秸 秆 还 田 与 有 机肥 施 用 、 化 肥 投 入 增 加 与 合 理 的 养 分 配 比 以 及 少免 耕 技 术 的 推 广 ;黑 土 区 有 机 碳 含 量 下 降 的 主 要原 因 是 水 土 流 失 和 投 入 不 足 。随 着 退 耕 还 林 工 程 的 实 施 和 农 业 土 壤 管 理 的 改善 ,我 国 农 林 活 动 的 碳 吸 收 具 有 较 大 潜 力 [ 35～ 37 ]。 据估 计 ,至 2020年 全 国 新 增 林 地 碳 吸 收 可 达 1 108 t,比 目 前 的 水 平 提 高 4倍 。 实 施 农 田 优 化 管 理 措 施 可显 著 提 高 农 田 土 壤 碳 吸 收 速 率 [ 38, 39 ]。 为 了 有 效 地促 进 农 田 土 壤 碳 固 定 ,最 大 限 度 地 遏 制 东 北 地 区 土壤 有 机 碳 下 降 的 趋 势 ,未 来 应 通 过 配 套 技 术 的 研 究 、农 户 培 训 和 政 府 补 贴 等 措 施 ,进 一 步 推 广 秸 秆 还 田 、平 衡 施 肥 、 少 免 耕 等 保 护 性 耕 作 措 施 ,加 大 水 土流 失 的 综 合 治 理 力 度 。 增 加 草 地 固 碳 量 的 主 要 措 施包 括 合 理 放 牧 、 灌 溉 、 施 肥 和 品 种 改 良 等 。312 减 少 CH4排 放 的 对 策 与 措 施中 国 CH4排 放 主 要 来 源 于 农 业 活 动 、 能 源 活 动和 废 弃 物 处 置 见 表 1。 1994年 排 放 CH4约 3429 104 t,其 中 农 业 活 动 排 放 约 1720 104 t,占 50115 ;能 源 活 动 排 放 约 937 104 t,占 27133。 农 业 活 动是 CH4的 最 大 排 放 源 , 包 括 反 刍 动 物 肠 道 发 酵29170 和 水 稻 种 植 19173 等 ;能 源 活 动 是CH4的 第 二 大 排 放 源 ,包 括 煤 炭 开 采 和 矿 后 活 动20171 和 生 物 质 燃 烧 排 放 6126 等 。 废 弃 物处 置 排 放 CH4约 772 104 t,占 22152。1减 少 农 业 活 动 CH4排 放 的 对 策中 国 反 刍 动 物 饲 养 以 粗 饲 料 为 主 ,且 管 理 粗 放 。通 过 饲 料 秸 秆 的 处 理 和 营 养 成 分 的 改 善 能 有 效 地 减少 个 体 CH4排 放 量 。 饲 料 秸 秆 的 处 理 包 括 氨 化 、 青贮 、 粉 碎 及 颗 粒 化 。 秸 秆 氨 化 处 理 能 够 分 解 秸 秆 的粗 纤 维 ,提 高 秸 秆 的 消 化 率 ,同 时 动 物 采 食 氨 化 后 的秸 秆 还 能 提 高 瘤 胃 内 氮 的 水 平 ,从 而 提 高 动 物 生 产性 能 ,降 低 单 位 畜 产 品 的 CH4排 放 量 。 秸 秆 的 粉 碎和 颗 粒 化 可 增 大 饲 料 表 面 积 ,不 仅 能 够 增 加 动 物 采食 量 ,而 且 还 可 以 缩 短 食 物 在 瘤 胃 内 的 停 留 时 间 ,减 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http// 1 郑 循 华 ,韩 圣 慧 ,黄 耀 等 . 1994年 中 国 农 业 活 动 温 室 气 体 排 放 清 单726 第 四 纪 研 究 2006年少 营 养 物 质 在 瘤 胃 内 发 酵 造 成 的 能 量 损 失 。 营 养 成分 的 改 善 包 括 1多 功 能 复 合 添 砖 的 使 用 。 多 功 能复 合 添 砖 以 尿 素 、 矿 物 质 、 微 量 元 素 、 维 生 素 等 为 主要 成 分 ,并 添 加 某 些 特 殊 物 质 加 工 而 成 。 实 验 证 明 ,使 用 添 砖 可 提 高 日 增 重 10 ～ 30 ,相 对 减 少 单 位畜 产 品 的 CH4排 放 量 10 ～ 40 ,且 使 生 产 畜 产 品成 本 大 幅 度 降 低 [ 40 ]。 2过 瘤 蛋 白 的 使 用 。 反 刍 动物 瘤 胃 内 发 酵 蛋 白 质 造 成 浪 费 ,而 过 瘤 蛋 白 可 以 避免 在 瘤 胃 内 发 酵 ,直 接 进 入 肠 内 消 化 ,如 同 非 反 刍 动物 一 样 ,提 高 食 物 的 蛋 白 能 量 比 ,从 而 提 高 动 物 生 产性 能 。 此 外 ,使 用 高 产 优 良 品 种 ,减 少 动 物 疾 病 发 生率 ,采 用 集 约 化 高 产 饲 养 技 术 和 适 度 规 模 养 殖 业 的环 境 工 程 技 术 将 提 高 动 物 单 产 水 平 ,减 少 CH4释 放总 量 。减 少 稻 田 CH4排 放 的 主 要 措 施 包 括 水 分 管 理 、品 种 的 选 择 和 收 获 指 数 的 提 高 。 稻 田 淹 水 和 烤 田 相结 合 是 减 少 CH4排 放 的 理 想 措 施 ,适 当 的 间 歇 烤 田能 大 幅 度 减 少 CH4排 放 量 [ 41 ]。 这 是 因 为 烤 田 会 导致 土 壤 Eh增 高 而 抑 制 CH4产 生 和 排 放 ,同 时 土 壤 的干 湿 交 替 会 杀 死 产 CH4细 菌 和 其 他 有 关 微 生 物 ,从而 降 低 了 稻 田 CH4排 放 。 因 而 ,烤 田 后 即 使 再 复 水稻 田 CH4的 排 放 量 仍 然 难 以 恢 复 到 烤 田 前 的 水 平 。与 持 续 淹 水 的 稻 田 相 比 ,烤 田 和 间 歇 灌 溉 可 降 低CH4排 放 30 ～ 72 [ 41～ 44 ]。 中 国 冬 水 田 的 CH4排放 量 约 占 全 国 稻 田 CH4排 放 总 量 的 10 ～ 251 。冬 季 排 水 种 植 旱 作 作 物 不 仅 减 少 冬 水 田 非 水 稻 生 长季 的 CH4排 放 ,而 且 减 少 水 稻 生 长 季 的 CH4排 放 ,年总 量 减 少 4712 ～ 6718 [ 45 ]。 虽 然 烤 田 和 间 歇 灌溉 能 有 效 地 减 少 稻 田 CH4排 放 ,但 与 此 同 时 增 加 了N2O的 排 放 ,减 排 的 效 应 需 从 两 者 的 综 合 全 球 增 温潜 势 进 行 评 估 。 种 植 和 选 育 新 的 品 种 是 减 少 稻 田CH4排 放 的 另 一 条 途 径 。 不 同 水 稻 品 种 可 导 致 稻 田CH4排 放 115 ～ 315 倍 的 差 异 [ 46, 47 ]。 D ing等 报 道CH4排 放 与 水 稻 的 植 株 高 度 呈 正 相 关 [ 48 ] ,高 秆 品 种株 高 120cm 的 CH4排 放 是 矮 秆 品 种 株 高 90cm 的 219倍 。 提 高 水 稻 的 收 获 指 数 可 有 效 地 减 少 CH4排 放 。 Denier van der Gon等 的 研 究 表 明 ,稻 田 CH4排 放 与 水 稻 收 获 指 数 呈 负 相 关 [ 49 ]。 改 善 水 稻 栽 培技 术 ,可 增 加 光 合 产 物 向 籽 粒 的 输 送 、 减 少 空 瘪 粒 、提 高 结 实 率 和 千 粒 重 ,有 助 于 提 高 收 获 指 数 ,减 少 光合 产 物 向 根 际 土 壤 的 输 送 ,因 而 减 少 产 生 CH4的 基质 。 矮 秆 品 种 一 般 具 有 较 高 的 收 获 指 数 , CH4排 放亦 较 低 。 杂 交 稻 替 代 常 规 稻 的 经 济 效 益 显 著 ,减 少CH4排 放 的 同 时 能 增 加 水 稻 的 产 量 [ 50 ]。2减 少 能 源 活 动 CH4排 放 的 对 策中 国 煤 炭 开 采 和 矿 后 活 动 的 CH4排 放 约 占 能 源活 动 CH4排 放 量 的 75 见 表 1。 煤 层 气 的 主 要 成分 是 CH4 ,在 常 温 下 其 热 值 与 天 然 气 的 热 值 相 当 ,是一 种 高 效 清 洁 气 体 燃 料 。 在 采 煤 前 ,先 采 出 煤 层 气回 收 利 用 ,不 仅 增 加 新 的 能 源 ,而 且 减 少 CH4排 放 和瓦 斯 爆 炸 事 故 的 发 生 ,有 效 地 改 善 煤 矿 安 全 ,改 善 环境 ,降 低 采 煤 的 成 本 [ 51, 52 ]。 目 前 ,山 西 、 贵 州 、 辽 宁 、安 徽 、 重 庆 、 甘 肃 、 河 南 和 河 北 等 省 煤 矿 已 建 设 或 计划 建 设 一 批 小 型 煤 层 气 发 电 项