反芻家畜胃腸道甲烷排放與減排策略

張秀敏，王 榮，馬志遠，王 敏，譚支良

（中國科學院亞熱帶農業生態研究所，亞熱帶農業生態過程重點實驗室，長沙410125）

甲烷（CH4）是僅次于二氧化碳（CO2）的全球第二大溫室氣體，占溫室氣體排放總量的16%[1]。2018年，世界氣象組織（WMO）的研究數據顯示，大氣中的二氧化碳和甲烷濃度分別為407.8 μL·L-1和1869 nL·L-1[2]。盡管大氣中的甲烷含量低于二氧化碳，但甲烷的增溫潛能值是二氧化碳的28倍[3]，其對全球溫室效應的貢獻率為15%～20%[1]。自然生態系統和人類活動是大氣甲烷排放的兩個重要來源。人類活動的甲烷排放來自畜牧業、固體廢棄物、廢水、稻田、生物質燃燒、煤炭開采和油氣系統逃逸等，對全球甲烷排放的貢獻率約為60%[4]，其中畜牧業甲烷排放約占人類活動的33%[5]。畜牧業甲烷排放約占整個畜牧業溫室氣體排放的44%，來自于家畜胃腸道和糞便發酵，其中胃腸道排放占家畜甲烷排放總量的90%以上，是人類農業活動甲烷排放的最大來源[6]。

自1980 年至2018 年，大氣甲烷濃度呈逐步上升的趨勢，由1650 nL·L-1增加到1869 nL·L-1[7-8]。與此同時，全球牛肉、羊肉和牛奶消費量分別增長了12.6、5.4倍和9.3倍[9]，推動了反芻家畜養殖業的發展，同時也提高了胃腸道甲烷排放量。FAO 統計結果顯示：1980 年全球肉牛、羊和奶牛胃腸道甲烷排放分別為45.7、2.32 Tg 和17.7 Tg，2017 年分別增加到53.6、5.17 Tg 和18.8 Tg[10]。另外，隨著人類生活水平和物質需求的進一步提高，牛肉、羊肉和牛奶的消費量在未來仍然會繼續保持增長勢頭[11]。Bai等[9]預測指出，2050年全球牛肉、羊肉和牛奶的消費量將比2010 年分別增加57.1%、72.4%和80.6%。

胃腸道甲烷排放也是反芻家畜飼養過程中的重要能量損失，占日糧消化能的2%～12%[12]，占日糧代謝能的6.5%～18.7%[13]。……