郭 嬌 ，齊德生 ，2*，張妮婭 ，2，孫鋁輝 ，2，胡榮桂

中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀及峰值預(yù)測(cè)

郭 嬌1，齊德生1，2*，張妮婭1，2，孫鋁輝1，2，胡榮桂3

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，武漢 430070；2.生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢 430070；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢430070）

為了解近年來(lái)中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放趨勢(shì)，預(yù)測(cè)排放峰值，按照《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》（2011）要求，根據(jù)中國(guó)2005—2015年畜禽飼養(yǎng)量，評(píng)估了中國(guó)2005—2015年畜牧業(yè)溫室氣體（GHG）的排放狀況，并以歐盟、美國(guó)2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量為衡量指標(biāo)，預(yù)估了中國(guó)畜牧業(yè)達(dá)到該水平時(shí)的年份以及該年份的溫室氣體排放量，作為中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值。結(jié)果表明：2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量的范圍為4.06～4.52億t CO2-eq，總體呈現(xiàn)兩次先降后升的趨勢(shì)，最低點(diǎn)出現(xiàn)在2008年，最高點(diǎn)為2009年；2009年之后，中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放總量較為平穩(wěn)。以2015年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放的組成，腸道CH4是主要排放源，所占比例為66.61%，糞便N2O和CH4排放比例分別為18.23%和15.16%；從畜禽種類來(lái)看，反芻動(dòng)物（牛、羊）為主要來(lái)源，排放比例可達(dá)72.44%，豬和家禽所占的比例分別為19.22%和6.81%。因此，養(yǎng)牛業(yè)是中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的主要排放源，其次為養(yǎng)豬業(yè)。就地域分布來(lái)看，2015年，中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量居于前10位的省份呈現(xiàn)連片性。河南、四川、內(nèi)蒙古、山東和云南居全國(guó)前列，是施行減排的重點(diǎn)區(qū)域；新疆和西藏地區(qū)也應(yīng)作為CH4減排的重點(diǎn)區(qū)域。對(duì)于中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值而言，若要達(dá)到歐盟2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量水平，峰值出現(xiàn)在2034年，排放量為4.89億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)8.94%，年均增長(zhǎng)率為2.90%；若要達(dá)到美國(guó)2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量水平，排放峰值則在2043年，排放量為5.10億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)13.53%，年均增長(zhǎng)率為4.32%。

中國(guó)；畜牧業(yè)；溫室氣體；排放峰值；預(yù)測(cè)

2015年12月12日，第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在巴黎圓滿結(jié)束，《巴黎協(xié)議》簽訂，被譽(yù)為“世界的轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，標(biāo)志著各國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化邁出歷史性的一步，中方承諾在2030年左右碳排放達(dá)到峰值，同時(shí)也將溫室氣體減排列為重中之重。畜牧業(yè)是導(dǎo)致溫室氣體排放的主要來(lái)源之一，占全球溫室氣體排放總量的14.5%[1]。我國(guó)作為養(yǎng)殖業(yè)大國(guó)，肉類、蛋類年產(chǎn)量位居世界第一，奶類產(chǎn)量則居世界第三位，是十分重要的畜產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)家。然而，龐大的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和溫室氣體排放問(wèn)題，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大壓力。畜牧業(yè)溫室氣體主要來(lái)源于畜禽腸道CH4和糞便管理過(guò)程中產(chǎn)生的CH4和N2O。反芻動(dòng)物是CH4排放的主要來(lái)源，全生命周期CO2當(dāng)量排放量達(dá)55.25%[2]，其中黃牛CH4排放量最大，其次為豬；N2O排放量最大的為豬，年均排放比例達(dá)32%[3]，其次為黃牛和家禽。

為對(duì)中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放有更加全面的認(rèn)識(shí)，為預(yù)測(cè)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值以了解畜牧業(yè)溫室氣體減排力度，本文根據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》（2011，以下簡(jiǎn)稱《指南》）[4]的方法，對(duì)2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放狀況進(jìn)行評(píng)估，并將聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）公布的2013年人均畜產(chǎn)品蛋白占有量作為衡量指標(biāo)，以預(yù)估中國(guó)畜牧業(yè)在達(dá)到歐盟和美國(guó)水平時(shí)的年份，預(yù)測(cè)中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值。以期為今后溫室氣體排放量的評(píng)估和排放峰值的預(yù)測(cè)提供參考，也為溫室氣體的減排尋求有效措施。

1 材料與方法

1.1 畜牧業(yè)溫室氣體排放量計(jì)算

1.1.1 活動(dòng)水平數(shù)據(jù)的確定

2005—2013年畜牧業(yè)CH4和N2O排放量計(jì)算的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)為畜禽飼養(yǎng)量，以年末存欄量（家禽為出欄量）計(jì)，從《中國(guó)畜牧業(yè)年鑒》[5]、《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)資

式中：P為年平均增長(zhǎng)率；Tn、T1為第n年和第1年的畜禽飼養(yǎng)量。

為更加準(zhǔn)確客觀地計(jì)算各畜禽養(yǎng)殖量的年平均增長(zhǎng)率，在計(jì)算Tn、T1時(shí)，分別采用前3年的平均值和最后3年的平均值來(lái)替代，以消除單一年份產(chǎn)生的隨機(jī)影響。

1.1.2 畜牧業(yè)CH4排放量計(jì)算

各種畜禽腸道和糞便CH4排放量均采用如下公式計(jì)算：

1.1.3 畜牧業(yè)N2O排放量計(jì)算

式中：EN2O，manure為畜禽糞便管理 N2O 排放總量，萬(wàn) t·a-1；FN2O，manure，i為第 i種畜禽糞便管理 N2O 排放因子，kg·頭-1·a-1，從《指南》中獲得（表 1）；Pi為第 i種畜禽的飼養(yǎng)量，頭（只）。

1.1.4 畜牧業(yè)溫室氣體排放總量計(jì)算

畜牧業(yè)溫室氣體排放總量以CO2-eq計(jì)，CH4和N2O在100年尺度上的增溫潛勢(shì)分別為CO2的28倍料》[6]和國(guó)家數(shù)據(jù)網(wǎng)站[7]中獲取。由于2014年和2015年的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)尚未公布或數(shù)據(jù)不全，以2005—2013年畜禽飼養(yǎng)量為基礎(chǔ)，建立我國(guó)畜禽飼養(yǎng)量預(yù)測(cè)模型，以估測(cè)中國(guó)2014年和2015年的畜禽飼養(yǎng)量。因奶牛、水牛以及山羊和駱駝?lì)A(yù)測(cè)模型的擬合度較低，不能由此模型進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)，故采用年平均增長(zhǎng)率對(duì)未來(lái)的飼養(yǎng)量進(jìn)行預(yù)測(cè)[8]。和265倍[9]，故畜牧業(yè)溫室氣體排放總量計(jì)算方法為：

表 1 各畜禽溫室氣體排放因子（kg·頭-1·a-1）Table 1 Emission factors from different liverstock（kg·head-1·a-1）

式中：ETotal為當(dāng)年畜禽溫室氣體排放總量，萬(wàn)t CO2-eq·a-1；ECH4，Total為畜禽腸道和糞便 CH4排放總量，萬(wàn)t·a-1；EN2O為動(dòng)物糞便管理 N2O 排放總量，萬(wàn) t·a-1。

1.2 畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值計(jì)算

1.2.1 排放峰值年份的預(yù)測(cè)

根據(jù)FAO公布的2013年中國(guó)、歐盟以及美國(guó)的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量[10]（表2），比較中國(guó)與另兩者間的差距。以2000—2013年中國(guó)人均畜產(chǎn)品蛋白占有量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立預(yù)測(cè)模型，以預(yù)測(cè)中國(guó)達(dá)到歐盟和美國(guó)水平時(shí)的年份，作為在不同標(biāo)準(zhǔn)下的中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值年份。

表2 2013年中國(guó)、歐盟、美國(guó)的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量（g·人-1·d-1）Table 2 Protein supply quantity-Animal products from China，EUand USA in 2013（g·capita-1·d-1）

1.2.2 排放峰值的預(yù)測(cè)

采用方法1.1.1中的預(yù)測(cè)模型，估測(cè)排放峰值年份的畜禽飼養(yǎng)量。畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值的計(jì)算方法參照1.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 中國(guó)畜禽飼養(yǎng)量和人均畜產(chǎn)品蛋白占有量預(yù)測(cè)模型

表3結(jié)果為根據(jù)方法1.1.1和1.2.1分別得出的中國(guó)各畜禽飼養(yǎng)量的預(yù)測(cè)模型（x表示年份，y表示畜禽飼養(yǎng)量，單位：萬(wàn)頭）、年平均增長(zhǎng)率和人均畜產(chǎn)品蛋白占有量的預(yù)測(cè)模型（x表示年份，y表示人均畜產(chǎn)品蛋白占有量，單位：g·人-1·d-1）。由預(yù)測(cè)模型或年平均增長(zhǎng)率可知，除肉牛、水牛、山羊、馬、驢、騾外，其余畜禽均呈逐年遞增趨勢(shì)，顯示中國(guó)畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)已逐漸向提供畜產(chǎn)品的方向發(fā)展，役用動(dòng)物逐漸減少，預(yù)示近年來(lái)中國(guó)畜牧業(yè)將呈現(xiàn)不斷發(fā)展的趨勢(shì)。由人均畜產(chǎn)品蛋白占有量預(yù)測(cè)模型得知，中國(guó)人均畜產(chǎn)品蛋白占有量與年份呈高度正相關(guān)，預(yù)示中國(guó)未來(lái)幾年的畜牧業(yè)將呈現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展的趨勢(shì)。

表3 中國(guó)畜禽飼養(yǎng)量和人均畜產(chǎn)品蛋白占有量預(yù)測(cè)模型Table 3 The prediction model of the amount of animal husbandry and protein supply quantity-livestock in China

2.2 中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值年份預(yù)測(cè)與畜禽飼養(yǎng)量預(yù)測(cè)

根據(jù)中國(guó)人均畜產(chǎn)品蛋白占有量預(yù)測(cè)模型，確定不同標(biāo)準(zhǔn)條件下中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值年份：若達(dá)到歐盟2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量水平，排放峰值年份為2034年；若要達(dá)到美國(guó)2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量的水平，排放峰值年份則為2043年。由中國(guó)各畜禽飼養(yǎng)量的預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)得出2014年、2015年以及排放峰值年份2034年和2043年的畜禽飼養(yǎng)量如表4所示（因馬、驢、騾的飼養(yǎng)量呈逐年減少趨勢(shì)，故2034年和2043年的飼養(yǎng)量均以2013年計(jì)）。

2.3 2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放狀況

2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量總體呈現(xiàn)兩次先降后升的趨勢(shì)（圖1）。第一次變化由2005年的4.51億t CO2-eq下降至2006年的4.33億t CO2-eq，后上升至2007年的4.39億t CO2-eq；第二次變化幅度較大，由2007年的4.39億t CO2-eq下降至2008年的4.06億t CO2-eq，后上升至2009年的4.52億t CO2-eq；2009年之后，全國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放總量較為平穩(wěn)，變化不大?？傮w來(lái)講，近年來(lái)中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量較為穩(wěn)定，但因肉牛、水牛、山羊等反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)量逐年減少，腸道CH4的排放明顯降低，導(dǎo)致2015年全國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放總量較2005年降低0.45%。

表4 中國(guó)畜禽飼養(yǎng)量預(yù)測(cè)值[萬(wàn)頭（只）]Table 4 The predicted value of the amount of animal husbandry from China（Ten thousand head or bird）

圖1 2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放趨勢(shì)Figure 1 Trend of greenhouse gas emissions from livestock from 2005 to 2015

2.4 2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放組成

以2015年為例，分析中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放組成。由圖2A可知，中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放主要來(lái)源于畜禽腸道CH4，所占比例為66.61%，其余部分來(lái)源于糞便管理過(guò)程中的N2O和CH4排放，分別為18.23%和15.16%。圖2B顯示反芻動(dòng)物（牛、羊）是中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的主要來(lái)源，排放比例高達(dá)72.44%，牛的溫室氣體排放量超過(guò)總量一半，占比55.19%，羊的排放比例則為17.25%。來(lái)源于牛的溫室氣體排放中有57.16%來(lái)自肉牛，25.07%源于水牛，奶牛占比為17.76%。單胃動(dòng)物豬和家禽的溫室氣體排放比例分別為19.22%和6.81%。由此可見，養(yǎng)牛業(yè)是我國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體最主要的排放源，其次為養(yǎng)豬業(yè)。

2.5 2015年各省畜牧業(yè)溫室氣體排放比較

圖2 2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放組成比例Figure 2 The composition ratio of greenhouse gas emissions from livestock in 2015

以2015年公布的各省份畜禽飼養(yǎng)量為活動(dòng)數(shù)據(jù)，按照《指南》推薦的各地區(qū)的溫室氣體排放因子，估算2015年各省份溫室氣體排放狀況。如表5所示，排名前10的省份共占全國(guó)排放的58.41%。在區(qū)域分布上較為集中，呈現(xiàn)連片性。第一區(qū)域?yàn)閮?nèi)蒙古、河北、河南、山東；第二區(qū)域?yàn)楹?、廣西、四川、云南；第三區(qū)域?yàn)樾陆臀鞑?。在排名?0的省份中，有7個(gè)省份的CH4排放量和N2O排放量也排名前10位，特別是河南、四川、內(nèi)蒙古、山東和云南，三者的排放量均居全國(guó)前列，是施行溫室氣體減排的重點(diǎn)區(qū)域。此外，新疆和西藏地區(qū)，由于反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)量較大，且多為放牧飼養(yǎng)，導(dǎo)致該地區(qū)的CH4排放量較大，也應(yīng)作為重點(diǎn)減排的區(qū)域。

2.6 中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值預(yù)測(cè)

如表6所示，中國(guó)畜牧業(yè)若要達(dá)到歐盟2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量水平，則排放峰值將出現(xiàn)在2034年，屆時(shí)中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放總量將達(dá)4.89億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)8.94%，年均增長(zhǎng)率為2.90%；若要達(dá)到美國(guó)2013年的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量水平，則排放峰值年份為2043年，排放量將達(dá)5.10億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)13.53%，年均增長(zhǎng)率為4.32%。

表5 畜禽溫室氣體排放總量位于前10位的省份Table 5 Top 10 provinces of the quantity of greenhouse gas emissions

表6 不同標(biāo)準(zhǔn)水平條件下中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值Table 6 Greenhouse gas emissions peak from livestock at different level

3 討論

3.1 畜牧業(yè)溫室氣體排放的估算方法

關(guān)于畜牧業(yè)溫室氣體排放量的估算，國(guó)際上常用的方法為《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》（以下簡(jiǎn)稱《IPCC，2006》）[11]，其中確立了三種用于估算畜牧業(yè)溫室氣體排放的計(jì)算方法。方法一是利用給出的排放因子缺省值，收集并計(jì)算各畜禽種類的年飼養(yǎng)量，利用排放因子乘以年飼養(yǎng)量即可計(jì)算得出。對(duì)于多數(shù)國(guó)家的多數(shù)動(dòng)物而言，該方法基本適用。方法二是針對(duì)于腸道CH4排放比例較大的國(guó)家或地區(qū)采用的一種更為準(zhǔn)確的方法，要求將畜禽種類根據(jù)年齡、性別、生產(chǎn)性能等細(xì)分為幾個(gè)亞類，再根據(jù)每個(gè)亞類的特征性參數(shù)計(jì)算得出排放因子。方法三為最高級(jí)方法，是針對(duì)于某一個(gè)國(guó)家或地區(qū)特制的排放因子，一般是通過(guò)實(shí)地監(jiān)測(cè)的途徑獲得，是計(jì)算排放因子、估算溫室氣體排放量的最為準(zhǔn)確的方法。不同的國(guó)家或地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況選擇適用的方法：應(yīng)優(yōu)先選擇方法三；若沒有針對(duì)該國(guó)家或地區(qū)的方法，則選擇方法二，若無(wú)法獲得或缺少各畜禽亞類的特征性參數(shù)，則采用方法一進(jìn)行估算。

現(xiàn)有報(bào)道大多采用《IPCC，2006》中的方法一來(lái)估算我國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放量。胡向東等[3]借鑒《IPCC，2006》中的CH4排放因子，并以FAO提供的2004年中國(guó)畜禽排泄物N2O排放量除以調(diào)整后的中國(guó)畜禽平均飼養(yǎng)量，得出N2O排放因子，以此為基礎(chǔ)估算中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量。譚秋成等[12]、閔繼勝等[13]、孟祥海等[2]均采用《IPCC，2006》方法一或借鑒胡向東等的方法。

本文所采用的《指南》中的方法，是國(guó)家發(fā)展改革委組織清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)科院、中國(guó)林業(yè)科學(xué)院、中國(guó)環(huán)境科學(xué)院等單位編寫的，旨在加強(qiáng)我國(guó)溫室氣體排放量計(jì)算方法的科學(xué)性、一致性以及結(jié)果的可比性。用該方法估算畜牧業(yè)溫室氣體排放量，是在《IPCC，2006》的基礎(chǔ)上，結(jié)合方法一和方法二，采用我國(guó)各地區(qū)（東北、華北、華東、中南、西南、西北）的特征性參數(shù)，計(jì)算得出各地區(qū)不同畜禽種類的溫室氣體排放因子。當(dāng)然，若某省市或地區(qū)有更加準(zhǔn)確的特征性參數(shù)，則可以不使用給出的排放因子，而是通過(guò)公式計(jì)算獲得。該方法較《IPCC，2006》推薦的排放因子缺省值，更加科學(xué)合理，符合我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，且便于各省各地區(qū)使用。本文得出的2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放量與胡向東等[3]測(cè)得的2000—2007年的結(jié)果相近，閔繼勝等[13]的研究結(jié)果也與本文類似。而譚秋成[12]和孟祥海等[2]的估算結(jié)果略低于本研究，但兩者的估算方法均借鑒于胡向東等。有此差異，可能是由于畜禽飼養(yǎng)量的數(shù)據(jù)來(lái)源不同造成的。

但是，《指南》中的方法在使用時(shí)仍存在許多困難和不足之處。一是由于我國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放的相關(guān)研究起步較晚，許多特征性參數(shù)缺乏，使用時(shí)直接采用方法中給出的排放因子仍有較大的不確定性。二是給出的方法仍以方法一和方法二為主，還未達(dá)到方法三的高度。雖然已有大量的研究報(bào)道針對(duì)畜禽腸道CH4和糞便CH4以及N2O的排放，但大多關(guān)注于排放特征和機(jī)制的研究，還未量化落實(shí)到排放因子。因此，為降低后續(xù)的溫室氣體清單的不確定性，應(yīng)逐步完善各省各地區(qū)的畜禽特征性參數(shù)，并采用實(shí)地監(jiān)測(cè)等方法獲得不同畜禽亞類在不同地區(qū)、不同氣候條件、不同飼養(yǎng)模式、不同糞污處理方式等條件下的溫室氣體排放因子。

3.2 中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放狀況

本文得到的2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量的結(jié)果，總體上呈現(xiàn)兩次先降后升的趨勢(shì)，2006年和2008年下降趨勢(shì)明顯，均與當(dāng)年的畜禽飼養(yǎng)量下降密切相關(guān)。2006年生豬行業(yè)遭遇疫?。ㄈ缢{(lán)耳?。_擊，肉牛存欄量持續(xù)下降[3]；2008年肉牛、水牛和綿羊的養(yǎng)殖數(shù)量明顯減少。這可能與中國(guó)畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變有關(guān)，該趨勢(shì)與現(xiàn)有的研究結(jié)果基本類似[2-3，12-13]。2009年以后中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放雖稍有波動(dòng)，但總體較為穩(wěn)定。

3.3 畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值的預(yù)測(cè)方法

針對(duì)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值的預(yù)測(cè)方法，目前尚未見研究報(bào)道，但關(guān)于中國(guó)碳排放峰值、某一區(qū)域碳排放峰值以及中國(guó)能源碳排放峰值和廢棄物碳排放峰值的研究成果已有發(fā)表。關(guān)于碳排放峰值預(yù)測(cè)的方法目前尚未統(tǒng)一，主要有STIRPAT模型[14]、IMAC模型[15-16]、PAKA 分解方法[17]以及 Bottom-up 框架[18]和FAIR/TIMER模型[19]等。能將此類方法綜合歸納進(jìn)行改進(jìn)，并運(yùn)用于畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值預(yù)測(cè)，也不失為一種科學(xué)有效的方式。

本文為預(yù)測(cè)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值，采用FAO提供的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量作為達(dá)到峰值的預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槿祟悘男螽a(chǎn)品中獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)歸根結(jié)底是對(duì)蛋白質(zhì)的需求，以人均畜產(chǎn)品蛋白占有量作為預(yù)測(cè)排放峰值的標(biāo)準(zhǔn)具有可行性。當(dāng)然，人均畜產(chǎn)品蛋白占有量不僅來(lái)源于國(guó)內(nèi)飼養(yǎng)的畜禽數(shù)量，也受到畜產(chǎn)品進(jìn)出口量的影響，因此本文采用的畜產(chǎn)品蛋白占有量數(shù)據(jù)來(lái)源于畜產(chǎn)品的供給量而不是生產(chǎn)量。通過(guò)此種方法預(yù)測(cè)得到排放峰值年份，再根據(jù)我國(guó)各畜禽飼養(yǎng)量的變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)達(dá)到排放峰值年份時(shí)我國(guó)各畜禽的飼養(yǎng)數(shù)量，從而計(jì)算得出我國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放峰值。此種方法雖然不能綜合考慮養(yǎng)殖效率的提高、進(jìn)出口政策的改變等外界因素的影響，但已最大限度地將主要因素列入其中。

3.4 中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值

在第21屆全球氣候變化大會(huì)上，中方承諾在2030年左右碳排放達(dá)到峰值，并會(huì)努力使其盡快達(dá)峰。本文預(yù)測(cè)的畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值年份為2034年和2043年，排放量分別為4.89億t和5.10億t CO2-eq，較2015年分別增長(zhǎng)8.94%、13.53%，提示我國(guó)畜牧業(yè)若不進(jìn)一步加強(qiáng)畜牧業(yè)低碳減排措施，既定的目標(biāo)將很難實(shí)現(xiàn)。

就排放峰值而言，本文采用的排放因子為各畜禽在不同飼養(yǎng)模式、不同地區(qū)的排放因子的均值。隨著中國(guó)畜牧行業(yè)的發(fā)展，飼養(yǎng)模式、飼養(yǎng)水平、生產(chǎn)效率會(huì)得到優(yōu)化和提高，各畜禽的溫室氣體排放因子會(huì)減小。因此，若采用現(xiàn)有的排放因子均值，會(huì)高估未來(lái)的溫室氣體排放量。但飼養(yǎng)模式（規(guī)?；曫B(yǎng)、農(nóng)戶散養(yǎng)、放牧飼養(yǎng)）在未來(lái)采用的比例不可預(yù)估，所以只能用現(xiàn)有的排放因子均值預(yù)估排放峰值。因此，關(guān)于畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值的預(yù)測(cè)，仍需要進(jìn)一步探索，使其更加準(zhǔn)確。

3.5 中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體減排措施

從中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放的組成可以看出，反芻動(dòng)物是CH4的主要排放源，豬是N2O的主要排放源；畜禽飼養(yǎng)量居全國(guó)前列的省份河南、四川、山東等是溫室氣體排放的主要地區(qū)；以放牧飼養(yǎng)為主的內(nèi)蒙古、新疆、西藏也是主要排放地區(qū)。因此，溫室氣體減排必須針對(duì)重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)，通過(guò)政府引導(dǎo)、企業(yè)優(yōu)化、市場(chǎng)調(diào)控、養(yǎng)殖技術(shù)提高等方面，多管齊下，多措并舉，加快實(shí)現(xiàn)到2030年全國(guó)溫室氣體減排60%～65%的目標(biāo)。

3.5.1 優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能

畜禽種類是影響溫室氣體排放量的重要因素。反芻動(dòng)物，特別是牛（包括奶牛、非奶牛和肉牛）的單位數(shù)量溫室氣體排放潛力較大，而豬和家禽相對(duì)較小。因此，可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整我國(guó)畜牧業(yè)的養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)來(lái)減少溫室氣體的排放。在保證牛肉和牛奶供給的前提下，盡量控制其養(yǎng)殖規(guī)模，盡量減少役用牛如水牛和黃牛等的養(yǎng)殖數(shù)量。同時(shí)，提高單位數(shù)量動(dòng)物的生產(chǎn)性能，減少畜禽飼養(yǎng)量，也是溫室氣體減排的有效途徑?？蓮囊韵路矫嬷郑和ㄟ^(guò)品種選育，培育出生產(chǎn)性能、繁育性能較好的畜種；推廣人工授精、胚胎移植等現(xiàn)代技術(shù)，減少公畜飼養(yǎng)量；改善飼養(yǎng)管理，發(fā)揮動(dòng)物的最大生產(chǎn)性能。

3.5.2 改善飼養(yǎng)模式，因地制宜因種施策

飼養(yǎng)模式涉及養(yǎng)殖模式、規(guī)模大小、畜禽日糧等方方面面，可根據(jù)中國(guó)各地區(qū)的差異，因地制宜；根據(jù)畜禽種類的差異，因種施策，探索更為合適的飼養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排。一是提倡規(guī)?；曫B(yǎng)，減少放牧飼養(yǎng)和農(nóng)戶散養(yǎng)的比例；在農(nóng)村和草原地區(qū)建設(shè)養(yǎng)殖小區(qū)，實(shí)現(xiàn)排泄物的統(tǒng)一管理。二是適度發(fā)展養(yǎng)殖規(guī)模，推薦中規(guī)模養(yǎng)殖，減少小規(guī)模養(yǎng)殖的比例。三是提倡精準(zhǔn)飼養(yǎng)，優(yōu)化飼料結(jié)構(gòu)，合理使用添加劑；細(xì)化各畜禽的營(yíng)養(yǎng)需要量，制定更加科學(xué)合理的日糧方案，減少飼料消耗和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量；針對(duì)反芻動(dòng)物腸道CH4的排放，提倡秸稈氨化或青貯，飼喂青貯玉米、苜蓿等優(yōu)質(zhì)粗料，合理使用添加劑，采用舔磚等飼喂方式。四是推廣新型養(yǎng)殖模式，實(shí)現(xiàn)低碳生態(tài)養(yǎng)殖，發(fā)酵床技術(shù)養(yǎng)豬、養(yǎng)雞就是一種低排放、零污染、低成本、高效益的新型養(yǎng)殖模式，值得推廣。

3.5.3 改進(jìn)糞污處理方式，發(fā)展循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)

畜牧業(yè)產(chǎn)生的大量糞污，是溫室氣體的重要來(lái)源，但也是種植業(yè)有機(jī)肥料的一大來(lái)源，可作為溫室氣體減排的重點(diǎn)。因此，推廣以種養(yǎng)結(jié)合、資源循環(huán)利用為特征的循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)溫室氣體減排的有效舉措。就糞便清理方式而言，提倡干清糞，減少水沖清糞和水泡糞造成的舍內(nèi)溫室氣體的排放。推廣有機(jī)肥生產(chǎn)，優(yōu)化堆肥各項(xiàng)參數(shù)?？赏ㄟ^(guò)優(yōu)化水分（50%～60%）[20-22]、C/N（20～30）[20，23]、糞便孔隙度（增大孔隙度）[24]、調(diào)理劑類型（功能菌劑、生物炭等[25]）、供氧方式（翻堆次數(shù)[26-28]、強(qiáng)制通風(fēng)）等參數(shù)，最大程度減少溫室氣體的排放，減少氮等營(yíng)養(yǎng)元素的流失。推進(jìn)沼氣生產(chǎn)，沼氣作為清潔能源，既可實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排，又能實(shí)現(xiàn)廢物的利用[29-32]。探索種養(yǎng)結(jié)合新型農(nóng)業(yè)模式，將糞污以有機(jī)肥、沼氣的形式作為種植業(yè)、生產(chǎn)生活的有效供給。如“豬-沼-草”模式，豬糞用于沼氣生產(chǎn)，沼氣可作能源，沼渣可作肥料種草，而草又可作為飼料養(yǎng)畜。

4 結(jié)論

（1）2005—2015年中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放量范圍為4.05～4.52億t CO2-eq，總體呈現(xiàn)兩次先降后升的趨勢(shì)，最低點(diǎn)出現(xiàn)在2008年，最高點(diǎn)出現(xiàn)在2009年，之后排放量較為平穩(wěn)。

（2）2015年，腸道CH4是中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的主要排放源，所占比例為66.61%，糞便N2O和CH4排放比例分別為18.23%和15.16%；就畜禽種類而言，反芻動(dòng)物（牛、羊）排放比例最大，可達(dá)72.44%，其次為豬和家禽，分別為19.22%和6.81%。

（3）2015年，中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體的排放居于前10位的省份在地域分布上呈現(xiàn)連片性。河南、四川、內(nèi)蒙古、山東和云南的溫室氣體排放量居全國(guó)前列，是施行減排的重點(diǎn)區(qū)域；新疆和西藏地區(qū)也應(yīng)作為CH4排放的重點(diǎn)減排區(qū)域。

（4）若以2013年歐盟的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量為標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放峰值出現(xiàn)在2034年，排放量將達(dá)4.89億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)8.94%，年均增長(zhǎng)率為2.90%；若以2013年美國(guó)的人均畜產(chǎn)品蛋白占有量為標(biāo)準(zhǔn)，則排放峰值出現(xiàn)在2043年，排放量將達(dá)5.10億t CO2-eq，較2015年增長(zhǎng)13.53%，年均增長(zhǎng)率為4.32%。

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Chinese greenhouse gas emissions from livestock：Trend and predicted peak value

GUO Jiao1,QI De-sheng1,2*,ZHANG Ni-ya1,2,SUN Lü-hui1,2,HU Rong-gui3
（1.College of Animal Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;2.The Cooperative Innovation Center for Sustainable Pig Production,Wuhan 430070,China;3.College of Resources and Environmental Sciences,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China）

This study was conducted to gain a general understanding of the trend in greenhouse gas（GHG） emissions from livestock and to predict its peak value in China.This study was based on the ＂Guidelines for the Provincial Inventory of Greenhouse Gas（Trial）,2011＂,and the populations of animals in China from 2005 to 2015 were used to calculate the GHG emissions from livestock in China.The animal product protein supply quantity in China,the European Union（EU）,and the United States of America（USA）in 2013 were used to predict the peak of GHG emissions in China.Based on these methods,the results showed that：GHG emissions from 2005 to 2015 in China were about 406～452 million tons CO2-eq.The lowest peak point occurred in 2008,while the highest peak point was in 2009.After 2009,the GHG emissions from livestock were relatively stable.In 2015,enteric methane was the GHG most emitted from livestock in China,accounting for 66.61%of the total,followed by CH4and N2O emissions from manure,at 18.23%and 15.16%,respectively.With respect to animal species,ruminants were the main source of GHG emissions（up to 72.44%）,followed by pigs and poultry at 19.22%and 6.81%,respectively.Socattle was the main source of GHG emissions in China,followed by pigs.There were effects of geographical distribution on the amount of GHG emissions in China,where the top 10 provinces in terms of GHG emissions were contiguous.Notably,Henan,Sichuan,Inner Mongolia,Shandong,and Yunnan were the leaders of the country in terms of GHG emissions,and these areas should focus on reducing GHG emissions.In addition,Xinjiang and Tibet should be targeted as important areas for CH4reduction.As for the peak of GHG emissions from livestock,it will be 489 million tons CO2-eq in 2034 if China reaches the same level of animal product protein supply as the EU,an increase of 8.94%compared with 2015.The annual growth rate would be 2.90%.Following the same trend,the peak of GHG will be 510 million tons CO2-eq in 2043 if China reaches the same animal products protein supply as the USA,with an increase of 13.53%compared with 2015 and a 4.32%increase in annual growth rate.

China;livestock;greenhouse gas;emission peak;prediction

X511

A

1672-2043（2017）10-2106-08

10.11654/jaes.2017-0132

郭 嬌，齊德生，張妮婭，等.中國(guó)畜牧業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀及峰值預(yù)測(cè)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（10）：2106-2113.

GUO Jiao,QI De-sheng,ZHANG Ni-ya,et al.Chinese greenhouse gas emissions from livestock：Trend and predicted peak value[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（10）：2106-2113.

2017-02-05 錄用日期：2017-04-25

郭 嬌（1991—），女，山東濰坊人，碩士研究生，從事飼料安全與環(huán)境衛(wèi)生研究。E-mail：guojiao1991@sina.com

*通信作者：齊德生 E-mail：qds@mail.hzau.edu.cn

中國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制基金贈(zèng)款項(xiàng)目（2012020）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研項(xiàng)目（201303145）

Project supported：China Clean Development Mechanism Fund Grant Project（2012020）；Special Scientific Research Fund of Agriculture Public Welfare Profession of China（201303145）