奶牛養(yǎng)殖場甲烷的排放特征研究.pdf

1、氣候變化是當(dāng)今國際社會普遍關(guān)注的全球性問題,也是人類面臨的最為嚴峻的全球環(huán)境問題。大氣中的痕量氣體甲烷(CH4)的增溫潛勢(Global Warming Potenital)是二氧化碳(CO2)的25倍,是公認的僅次于二氧化碳的溫室氣體。IPCC第四次評估報告表明,反芻動物奶牛是最主要農(nóng)業(yè)溫室氣體排放源之一。因此,準確測定奶牛場尺度的甲烷日排放規(guī)律和季節(jié)排放規(guī)律,透徹理解養(yǎng)殖過程中這些管理措施與甲烷排放之間的關(guān)系,對于建立適合我國國情的

2、排放因子、篩選有效減排措施以及驗證IPCC關(guān)于我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)甲烷排放量的適用性等都具有重要的理論和指導(dǎo)意義。
　　 本研究采用了國際上常用的反演式氣體擴散技術(shù),并通過奶牛場原位測定和室內(nèi)運算相結(jié)合的方法,分別于春、夏、秋、冬四個季節(jié),對我國北方兩個奶牛場的甲烷排放進行了實地測定,以探討奶牛養(yǎng)殖過程中甲烷的日和季節(jié)排放特征、年排放量和飼料的甲烷轉(zhuǎn)換因子。其主要結(jié)果如下:
　　 1.本研究首次在我國嘗試采用開路式激光儀和反演

3、式氣體擴散模型相結(jié)合的方法,在牛場尺度下觀測甲烷的日排放特征和季節(jié)性差異。在養(yǎng)殖場周邊,甲烷的的背景濃度變化范圍大約為1.29 mg／m3～1.38 mg／m3,該結(jié)果稍高于IPCC第三次報告中所指出全球甲烷背景濃度Cb=1.27 mg／m3。在測定期間,兩個養(yǎng)殖場上空的甲烷濃度變化范圍分別為1.43 mg／m3～7.14 mg／m3和1.46 mg／m3～5.24 mg／m3,明顯高于開路式激光儀的檢測下限。因此本研究所選用的牛場完全

4、滿足應(yīng)用開路式激光儀和反演式氣體擴散模型計算甲烷排放速率的基本條件。
　　 2.試驗?zāi)膛龀叨燃淄榕欧糯嬖诿黠@的日排放特征。試驗位點一甲烷的排放高峰分別開始于05:00 am、11:30 am和04:00 pm；試驗位點二排放高峰分別玎始于05:00am、11:30 am、04:30 pm。每個排放高峰持續(xù)時間大約2小時,排放高峰期的甲烷排放速率大約為平緩期的2～3倍,且這些排放高峰的出現(xiàn)時間與奶牛日糧消化規(guī)律基本吻合。

5、　　 3.試驗?zāi)膛龀叨鹊募淄榕欧糯嬖诿黠@的季節(jié)性差異。試驗位點一:每頭奶牛秋季、冬季的平均排放速率分別為0.34 kg／head／d和0.31 kg／head／d,即秋季的甲烷日排放量比冬季約高9.7％。試驗位點二:每頭奶牛于冬季、春季、夏季、秋季的平均排放速率分別為0.28,0.32,0.33和0.30 kg／head／d。其中春季的甲烷排放速率比冬季大約高14.3％,夏季和秋季排放速率比冬季排放速率分別高17.9％和7.1％,初

6、步揭示了奶牛場尺度甲烷排放的季節(jié)性差異。
　　 4.在未區(qū)分牛群結(jié)構(gòu)的情況下,在試驗位點一,綜合秋季和冬季的排放速率計算了該牛場甲烷的年排放量為119 kg／headyr,每1公斤牛奶將排放0.028 kg CH4,即每生產(chǎn)單位產(chǎn)量的牛奶將排放35.90L CH4；而在試驗位點二,奶牛養(yǎng)殖場內(nèi)每頭奶牛的年甲烷年排放量為112 kg／head／yr,每1公斤牛奶將排放0.025 kg CH4,即每生產(chǎn)單位產(chǎn)量的牛奶將排放32.05