基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究

基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究

论文摘要

大气中的氨对酸沉降、能见度、温室效应、水体富营养化等各个圈层的诸多问题都有直接或间接的影响。据估算,全球大气中氨的排放量已经大大超过其去除量,人为源氨排放主要来自农业,而农业氨排放中贡献率最大的是畜牧业,由于畜牧业多分布在农村或城市近郊,畜牧业的氨排放以及其他农业污染源与城市中工业源、生活源排放的污染物共同作用,会对区域大气环境质量产生影响。所以研究畜牧业的氨排放有重要意义。本研究以物质流方法为指导,从分析氮元素在畜牧业生产中的转化迁移过程入手,根据我国家畜粪便学、家畜环境卫生学和植物营养学等相关研究的大量基础数据,核定了符合我国畜牧生产实践的畜禽氮排泄量;然后利用粪、尿进入粪肥管理过程(圈养、放牧、储存、还田四个阶段)后的不同氮挥发率,修正了畜禽的氨排放因子(以NH3-N计);以畜牧和农村统计数据作为活动水平的输入参数,编制了2005年全国、广东省、珠三角地区不同空间精度的氨排放清单,并估算了19982006年中国畜牧业氨排放变化情况。2005年中国畜牧业氨排放量为820.40万吨NH3-N,主要动物的贡献率为:黄牛25.6%,肉猪19%,山羊9.9%,绵羊8.9%,蛋鸡8%,主要排放源的地区构成与畜禽的产业带分布高度吻合。河南省的排放贡献率最大,占9.73%,其次是山东、河北、四川等省。单位国土面积的氨排放密度为0.855t NH3-N /km2,其中天津市的排放密度最大,达5.308 t NH3-N /km2,其次是山东、河南、河北、上海、北京等省市,集中在我国中东部地区。19982006年中国畜牧业氨排放的平均增长率为3.41%,并且在20002005年增加比较明显,主要排放源没有发生变化,依然是黄牛、肉猪、蛋鸡、山羊、绵羊。各种畜禽的贡献率年际变化主要与畜牧业结构调整政策实施有关。广东省畜牧业氨排放清单中根据畜牧实践调整了活动水平划分,2005年广东氨排放量为23.60万吨NH3-N,按同一口径计算,占全国的2.38%。排放量空间分布体现出“西多东少、山多海少”的趋势。茂名、湛江、肇庆是全省排放量最大的城市,共占全省排放总量的34%。全省氨平均排放密度1.32 t NH3-N /km2,空间分布主要呈“西高东低、南高北低”的趋势。排放密度最大的城市是佛山,3.21t NH3-N/km2。生猪是广东省饲养规模最大的牲畜,其排放贡献率达38.97%;黄牛、肉鸡的排放也占比例较大,分别占15.17%、14.16%。各种主要排放畜禽的养殖地区也集中在粤西,尤其是茂名、湛江。2005年珠三角地区畜牧业的氨排放量为7.13万吨NH3-N,占广东省当年氨排放量的30.2%,占全国氨排放的0.86%。东莞的氨排放量最大,达0.61万吨NH3-N,其次是四会、高要。珠三角地区氨排放密度为1.71t NH3-N/km2,高于广东省的平均排放密度。排放密度明显呈现出“西高东低”,且向西北方向加强的分布。惠城区的氨排放密度高居珠三角第一,达9.73t NH3-N/km2,其次为鼎湖区、端州区。按珠三角地区的三个层级划分,“内缘”地带除东莞外其他行政区的氨负荷较小,第二层级排放比较集中,“外缘”地带的氨负荷有加强趋势。肉猪、肉鸡、鹅三种畜禽的氨排放占据了珠三角总排放量的73.2%。与同类经济区相比,珠三角的氨排放密度与台湾水平相当,高于长三角,而低于京津冀;珠三角两个核心城市中,广州的氨排放密度低于除重庆外的所有直辖市,而深圳低于所有直辖市。结合粪肥管理不同阶段的排放因子贡献率,本研究提出了养殖场(户)尺度氨减排的具体措施建议;根据对全国、广东省、珠三角清单中的区域比较和排放源比较,提出了政策层面的减排建议。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 氨排放的研究意义
  • 1.1.2 中国畜牧业氨排放的研究进展
  • 1.2 研究内容与方法
  • 1.2.1 研究内容
  • 1.2.2 研究方法
  • 1.2.3 农村现场监测情况
  • 第二章 畜牧业氨排放清单模型
  • 2.1 畜牧业中氨的来源
  • 2.1.1 氨的产生过程
  • 2.1.2 氨排放的影响因素
  • 2.2 现有模型综述
  • 2.2.1 阶段排放模型
  • 2.2.2 物质流模型
  • 2.3 本研究的清单编制方法
  • 2.4 清单输入参数——活动水平
  • 2.4.1 划分原则
  • 2.4.2 本研究中的活动水平划分
  • 2.4.3 活动水平参数的确定
  • 2.5 清单输入参数——排放因子
  • 2.5.1 排放因子的计算方法
  • 2.5.2 排放因子中相关参数的确定
  • 2.5.3 排放因子的修正结果
  • 2.6 不确定性分析
  • 第三章 中国畜牧业氨排放清单
  • 3.1 中国畜牧业概况
  • 3.1.1 中国畜牧业区域基本分布
  • 3.1.2 畜禽品种区域化布局
  • 3.1.3 2005年中国畜牧业生产情况
  • 3.2 2005年清单输入参数
  • 3.2.1 部分活动水平的估算
  • 3.2.2 排放因子
  • 3.3 清单结果
  • 3.3.1 排放量空间分布
  • 3.3.2 排放密度空间分布
  • 3.3.3 各地区的畜禽构成与各排放源的地区构成
  • 3.3.4 主要畜牧区的排放情况
  • 2006年中国畜牧业氨排放变化趋势'>3.4 19982006年中国畜牧业氨排放变化趋势
  • 3.4.1 输入参数
  • 2006年畜牧业的氨排放'>3.4.2 19982006年畜牧业的氨排放
  • 3.4.3 与现有研究的比较
  • 3.4.4 氨排放历史趋势与畜牧业结构调整
  • 3.4.5 畜牧业氨排放对二氧化硫排放的中和潜力估算
  • 第四章 广东省和珠江三角洲地区畜牧业氨排放清单
  • 4.1 2005年广东省清单
  • 4.1.1 广东畜牧业概况
  • 4.1.2 输入参数
  • 4.1.3 清单结果
  • 4.2 2005年珠江三角洲地区清单
  • 4.2.1 珠江三角洲地区概况
  • 4.2.2 输入参数
  • 4.2.3 清单结果
  • 4.2.4 主要经济区比较
  • 第五章 对策与建议
  • 5.1 氨排放的微观控制
  • 5.1.1 饲料管理
  • 5.1.2 粪肥管理
  • 5.2 畜牧业氨排放的宏观管理
  • 5.2.1 重点控制地区和畜禽种类
  • 5.2.2 结合氨负荷分布,修订畜牧业发展规划
  • 5.2.3 推进相关研究,完善控制政策
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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