中國農(nóng)田N2O直接排放、空間分布以及變化趨勢.pdf

1、氧化亞氮(N2O)是重要的溫室氣體,中國是全球N2O排放量最多的國家;農(nóng)業(yè)是N2O的重要排放源之一,農(nóng)田排放的N2O約占全球人類活動排放N2O總量的60％;而中國農(nóng)田排放的貢獻率高達89%(IPCC2007c)。國內(nèi)農(nóng)田N2O的研究多局限于采用IPCC的推薦的因子或省級尺度的活動水平數(shù)據(jù),符合中國國情的高分辨率的排放清單目前尚未建立;且研究的排放源也主要針對肥料或稻田肥料;長時間序列的中國農(nóng)田排放研究更是少見。鑒于此,本研究基于縣域的活

2、動數(shù)據(jù),采用具有分異性的排放因子和參數(shù),結(jié)合GIS技術(shù),重新估算了近30年(1978-2008年)囊括肥料(合成氮肥和有機肥)、作物秸稈、牧草地、畜禽管理四種排放方式在內(nèi)的中國農(nóng)田N2O直接排放的規(guī)模結(jié)構(gòu)、空間分布以及年際變化。并與IPCC、EDGAR等國內(nèi)外研究結(jié)果的對比來闡明本文排放清單的合理性和可靠性。研究結(jié)果表明:
　　1)2008年中國農(nóng)田大氣中排放氧化亞氮的直接排放量為1072.4Gg。其中,肥料是中國N2O最重要的來

3、源,向大氣中直接排放了566.7Gg,對排放總量的貢獻率為52.8%,其中合成氮肥占41.7%,有機肥占11.1%。畜禽管理N2O直接排放約為308.2Gg,貢獻率為28.7%,其后貢獻的是動物牧草地,貢獻率為15.8%。貢獻最小的是作物秸稈的排放,貢獻率僅為2.6%。
　　2)空間上,東部地區(qū)的平均排放密度比西部地區(qū)要高一個數(shù)量級。中國農(nóng)田N2O排放量主要集中在華北平原、東北的松遼平原、四川盆地、長江中下游平原和華南的珠三角、雷

4、州半島以及臺灣山脈西側(cè)。具體分布在吉林省(107.6Gg)、四川省(74.6Gg)、河南省(62.2Gg)、湖南省(62.1 Gg)、山東省(59.6 Gg)、廣東省(58.4 Gg)、江蘇省(57.2Gg)、湖北省(55.4 Gg)、黑龍江省(53.6 Gg)?？h域上看,排放量最大的是吉林的九臺市、農(nóng)安縣、渝州市、德惠市、公主嶺市,四川的綿竹市、新疆的烏魯木齊市、黑龍江的哈爾濱市以及廣東的廣州市,分別排放了25.1Gg(2.4%)、2

5、1.0 Gg(1.9%)、7.0 Gg(0.66%)、5.5 Gg(0.52%)、3.3Gg(0.3%)、7.4 Gg(0.69%)、4.9 Gg(0.46%)、4.3Gg(0.4%)和3.3 Gg(0.3%)。
　　3)年際變化上,全國農(nóng)田排放總量總體是顯著上升的,30年共增長了593.6Gg,年均增長率為2.8%。排放途徑上,1978~2008年間肥料、作物秸稈、牧草地以及畜禽管理的年均增長率分別是3.1%、2.3%、4.3%

6、、2.7%。
　　4)比較1978年和2008年空間變化,近30年的N2O排放總量在空間上變化不大,差距在0~12.8Gg之間。整體而言,西部差異小于東部差異。差異的分布圖與排放總量的分布較為相似。差異較大的地區(qū)依舊出現(xiàn)在華北平原、東北的松遼平原、四川盆地、長江中下游平原以及華南的珠三角、雷州半島、臺灣山脈西側(cè)。
　　5)與基于IPCC(2006)排放因子及參數(shù)計算的結(jié)果比較,IPCC直接排放總量為975.1Gg,比本文基于

7、本土排放因子和參數(shù)估算的排放總量低9%。結(jié)構(gòu)上,IPCC對作物秸稈排放高估了0.1Gg,對肥料、牧草地和畜禽管理則分別低估了59.6Gg、13.7Gg和24.2Gg。累積頻率達到30%時需要的縣域個數(shù)為173個,比本文多44個。對于農(nóng)田肥料、作物秸稈、牧草地排泄、畜禽管理,IPCC中縣域個數(shù)分別多了48個、49個、22個、6個?？臻g格局上,農(nóng)田排放總量呈現(xiàn)東部地區(qū)低估,西部區(qū)高估的特征。高估的部分主要分布在新疆、內(nèi)蒙西部、山東和河南等地

8、區(qū);低估的部分主要分布在東北地區(qū)的大興安嶺東側(cè)、安徽省、江蘇省、湖南省、湖北省、四川盆地以及臺灣省等地區(qū)。
　　6)與EDGAR相比,農(nóng)業(yè)的排放量高于本研究的值約18%;牧草地排放在1978~1990年與本文一致,在1997~2007年間低于本文結(jié)果而在2008年又高出本文結(jié)果的30Gg。畜禽管理的排放上存在明顯的低估,低估近2倍,自1997年以來,差距逐漸增大?？偭可峡?EDGAR的估算結(jié)果和本研究值在1978~1995年變化相