国际书号

农业碳排放论文范文赏析——农业系统碳排放构成及演变

分类:期刊常识 时间: 2025年7月24日 星期四 热度:667

  为探究农业系统中不同子系统碳排放时空变化,明确农业系统与各级子系统对环境碳排放的贡献度以及关键排放源,本研究以浙江省衢州市农业综合系统为对象,分析 2004-2021 年 6 个县市 4 个子系统(作物、养殖、初级食品生产和土壤子系统)的碳排放与碳固存时空变化规律,构建数据库并开发农业系统碳管理模型。结果表明:各县市碳排放总体呈 “增 - 减 - 增 - 减” 趋势,2013 年衢州市农业系统碳达峰,2021 年总碳排放 353.8 万 t,较 2013 年减排 185.7 万 t;作物子系统和初级食品生产子系统平均碳排放占比最高,分别为 88.4% 和 10.7%;空间上衢江区、江山市、龙游县(高贡献区)碳排放贡献度高于柯城区、常山县、开化县(低贡献区)。“十二五” 中期后,作物和初级食品生产子系统碳排放按高、低贡献区逐渐收敛,养殖子系统整体收敛。目前衢州市已基本实现农业系统碳达峰,但作物子系统碳排放强度仍较高,土壤子系统固碳潜力未充分发挥。建议重点考虑发挥土壤碳汇潜力及加强子系统耦合协调度。

碳排放论文

  关键词:农业系统;生命周期;农业系统碳核算;碳固定;碳排放时空变化

  1 材料与方法

  1.1 研究区域概况

  衢州市位于浙江省西部,辖 6 个县市,2021 年平均气温 19.3℃,年降水 1881.0 mm,耕地面积 105012.0 hm²,以水田为主,江山市、衢江区和龙游县占全市耕地面积 66.9%,是浙江省重要商品粮和畜禽食品生产基地。

  1.2 系统边界及核算模型

  1.2.1 碳排放核算体系边界

  核算体系边界从 “源头” 到 “坟墓”,涵盖作物、养殖、初级食品生产和土壤 4 个子系统。土壤系统视为碳汇,仅考虑秸秆和有机肥以 CO₂形式固定的碳量,纳入区域尺度内初级食品生产子系统被动产生的碳排放压力。

  1.2.2 碳核算模型

  构建农业系统碳管理模型,核算 CH₄、N₂O、CO₂(非生物源)排放,参数来源于国内外文献,具体核算方法如下:

  作物系统碳排放:₂₂₄

  其中,₂为投入品上游生产运输碳排放量,₂为氮肥和有机肥施用引起的 N₂O 排放,₄为稻田甲烷排放。

  养殖系统碳排放:₄₂₂₂

  其中,₄为养殖过程 CH₄排放,₂和₂分别为直接和间接 N₂O 排放,(C_{ ext {Machinery

  初级食品生产系统碳排放:CEFood​=CDirect​=∑i=1n​IFood​×EFFood, direct​

  其中,CDirect​为食品直接碳排放量,IFood​为不同食品产量,EFFood, direct​为综合碳折算系数。

  土壤系统碳固定:SOCSR​=(IStraw​×100029.025​+272.33+IManu,C​×SFManu​)×1244​

  其中,SOCSR​为作物生产系统碳固定量,IStraw​为秸秆还田量,IManu,C​为有机肥含碳量,SFManu​为有机肥碳固定比例。

  农业系统总碳排放:CETotal​=CECrop​+CEAnimal​+CEFood​−SOCSR​1.3 数据来源

  数据来自 2005-2022 年《衢州统计年鉴》,包括作物系统的播种面积、化肥施用量等,养殖系统的畜禽出栏量和存栏量,初级食品生产系统的农产品产量等。作物系统、养殖系统和初级食品生产系统的碳排放系数来源于文献 [21-28]。

  2 结果与分析

  2.1 作物系统碳排放时空变化

  2004-2021 年衢州市作物系统碳排放总量呈先升后降趋势,2011 年达峰值 555.0 万 t,2021 年为 353.8 万 t,较 2004 年减少 26.6%,单位面积碳排放强度年均递减 1.4%。空间上,2004 年江山市碳排放最高(120.3 万 t),柯城区最低,2021 年各县市碳排放均显著下降,氮肥生产运输和种植过程中 N₂O、CH₄排放减少是主因。

  2.2 养殖12系统碳排放时空变化

  养殖业规模呈波动上升趋势,以家禽和猪为主(占比 87.7% 和 11.8%)。碳排放总量 2012 年达峰值 51.0 万 t,CH₄是主要来源(占 58.3%),其中肠道发酵和粪便清理分别占 CH₄排放的 47.7% 和 47.4%。2013 年后各养殖类型碳排放达峰后持续降低,猪养殖碳排放从 43.4 万 t 降至 8.3 万 t,家禽养殖碳排放略有上升。

  2.3 初级34食品生产系统碳排放

  植物性食品产量(144.8-198.9 万 t)显著高于动物源食品(19.3-32.9 万 t),粮食类占比从 2004 年的 51.3% 降至 2021 年的 31.1%,蔬菜类从 44.7% 升至 62.1%。动物源食品中猪肉仍占主导(2021 年占 44.4%)。2004-2021 年植物性食品碳排放以 1.5% 速度递减,动物源食品以 0.8% 速度递增,2021 年动物源食品碳排放达 25.5 万 t。

  2.4 农业5系统碳排放量与总碳排放时空分布

  农业系统碳排放总体呈 “增 - 减 - 增 - 减” 趋势,2013 年达峰后波动下降,2021 年总碳排放 353.8 万 t,较 2013 年减排 185.7 万 t。作物子系统占比 88.4%,初级食品生产子系统占 10.7%,养殖子系统占 6.7%,土壤系统固碳减少 5.7% 碳排放。空间上,衢江区、江山市、龙游县(高贡献区)碳排放贡献度高于柯城区、常山县、开化县(低贡献区),“十二五” 中期后各子系统碳排放逐渐收敛。

  3 讨论 673.1 农业系统碳排放驱动因素

  作物系统碳排放下降主要因三大粮食作物种植面积减少和氮肥使用效率提升;养殖系统中 “南猪北养” 政策推动养殖结构调整,家禽替代部分生猪养殖,降低碳排放。但土壤系统固碳潜力仅部分发挥,秸秆和畜禽粪便还田固碳量年均 29.6 万 t,远低于理论潜力11-148。

  3.2 政策8与农业碳排放关系

  2013 年后衢州市政府培育家庭农场、调整养殖结构(如猪棚改建菌棚)等政策促进碳排放下降,但政策与碳减排的量化关联仍需验证。未来需通过技术创新、减排标准体系和监管机制,提升子系统耦合协调度,如推广秸秆还田和有机肥替代,增强土壤碳汇。

  4 结论 9102004-2021 年衢州市农业系统碳排放先升后降,2013 年达峰,作物子系统是主要排放源(88.4%),养殖系统占比最小(6.7%),土壤固碳减少 5.7% 碳排放。

  作物系统 2011 年达峰(555.0 万 t),养殖系统 2012 年达峰(51.0 万 t),初级食品生产系统中动物源食品碳排放呈递增趋势。

  空间上高贡献区(衢江、江山、龙游)碳排放高于低贡献区,“十二五” 中期后各子系统碳排放逐渐收敛。

  建议重点提升子系统耦合协调度,发挥土壤碳汇潜力,如推广秸秆还田和有机肥应用,优化养殖结构。

* 请认真填写需求信息,我们会在24小时内与您取得联系。

最新学术问答

高端学术 品质服务 符合规范 安全放心

点击咨询

sci期刊目录