綠色發展 以重慶為例對畜禽養殖碳排放的測算研究

何道領，韋藝媛，劉 羽，朱 燕，陳紅躍

（1.重慶市畜牧技術推廣總站，重慶 渝北 401121；2.重慶市生豬產業技術體系創新團隊，重慶 渝北 401121）

近年來，碳達峰、碳中和已經成為全社會關注的熱點，作為碳排放的重點行業，越來越多的學者開展重點關注農業和畜牧業的碳排放問題。張頌心[1]、張歡歡等[2]、高標等[3]先后分別針對全國、河南省、吉林省的農業碳排放進行了研究測算，冉錦成等[4]針對新疆的畜牧產業經濟效益與碳排放進行了研究，并結合碳排放約束對產業的可持續發展提出了建議。作為全國經批準的7個開展碳排放權交易試點城市之一，重慶在鋼鐵、電力、水泥等工業行業進行較多的探索和嘗試，但在農業，特別是畜牧業方面，有關探索和研究尚較為不足。因此，基于重慶當前畜禽養殖現狀，分析了全市主要畜禽養殖碳排放情況，并根據研究結果，從影響畜禽養殖碳排放的主要環節，提出減少畜禽養殖碳排放量的建議措施，以期為重慶畜牧業的可持續發展提供有參考的建議。

1 測算范圍

養殖場溫室氣體排放核算范圍通常主要包括對畜禽養殖中畜禽腸道發酵甲烷（CH4）排放、糞便管理CH4排放和一氧化二氮（N2O）排放[5-6]，以及生產和糞便管理過程中消耗的燃料和電力等導致的CO2排放等，也有研究將畜禽呼吸排放的CO2納入研究范圍。本文主要以來源于腸道發酵、糞便管理等兩方面產生的CH4、N2O等溫室氣體為對象，測算全市畜禽養殖碳排放量。

2 測算數據

本文采用年末存欄量作為畜禽養殖量用于畜禽碳排放量測算依據。據統計數據，2020年全市主要畜禽年存欄量見表1。

表1 全市及重點區（縣）畜禽年末存欄量

3 測算方法

3.1 測算公式

3.1.1 溫室氣體排放測算 重慶畜禽養殖溫室氣體排放測算依據《省級溫室氣體清單編制指南》（試行）[7]，以下簡稱“指南”。

3.1.2 碳排放經濟強度測算 本文采用碳排放經濟強度對各區（縣）畜禽養殖的碳排放進行經濟效益評估分析。其公式為：區域碳排放總量（t）/區域牧業總產值（萬元）。其中碳排放經濟強度指標值越小，說明區域內畜禽養殖越低碳；反之，說明區域內畜禽養殖越不低碳。

3.1.3 碳排放密度測算 本文采用碳排放密度對各區（縣）畜禽養殖的碳排放情況進行低碳評估分析。其公式為：區域碳排放總量（t）/區域幅員面積（hm2）。其中碳排放密度指標越大，說明區域單位面積上畜禽養殖貢獻的碳排放量越多；反之越少。

3.2 測算參數

3.2.1 動物CH4排放因子 動物CH4排放因子是測算腸道發酵CH4排放的重要參數，由于目前重慶尚沒出臺相關參考因子，結合“指南”建議，本文不同畜禽動物CH4排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表2。

表2 動物腸道發酵CH4排放因子 kg/（頭·年）

3.2.2 糞便管理CH4排放因子 糞便管理甲烷排放因子是測算糞便管理中CH4排放的重要參數，由于目前重慶尚沒出臺有相參考因子，結合“指南”建議，本文不同畜禽糞便管理CH4排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表3。

表3 糞便管理甲烷排放因子 kg/（頭·年）

3.2.3 糞便管理N2O排放因子 糞便管理N2O排放因子是測算糞便管理N2O排放的重要參數，由于目前重慶尚沒出臺有相參考因子，結合“指南”建議，本文不同畜禽糞便管理N2O排放因子參考”指南”中推薦值。詳見表4。

表4 糞便管理氧化亞氮排放因子 kg/（頭·年）

3.2.4 溫室氣體換算參數 為便于統一溫室氣體產生總量，本文將測算的腸道發酵與糞便管理中產生的CH4和N2O統一換算成碳（C）。根據IPCC第四次評估報告（2007年）[8]，1 t CH4、1 t N2O所引發的溫室效應分別相當于6.818 t C和81.273 t C所產生的溫室效應。

4 畜禽腸道及糞便管理的碳排放結果與分析

4.1 動物腸道碳排放

動物腸道碳排放主要來源于動物腸道CH4轉化的碳排放，根據“指南”，本文測算主要針對牛、羊、豬3個畜種。從總量看，全市來源于動物腸道CH4轉化的碳排放量為746 464.16 t，32個重點區（縣）中年碳排放量超過20 000 t的有酉陽、云陽、豐都等15個區（縣），排放總量為297 862.08 t，占全市的79.46%。其中酉陽、豐都、云陽、彭水4個區（縣）的排放總量位列前四位，其排放量均超過50 000 t，排放總量占全市的39.90%。從畜種看，來源于動物腸道CH4轉化的碳排放量最多的是牛，其次是山羊，豬的排放量最少，各畜種碳排放總量分別為466 802.60 t、205 829.20 t和73 832.36 t，占全市的比例分別為62.54%、27.56%和9.89%。32個重點區（縣）中豐都、酉陽、彭水、云陽4個區（縣）牛碳排放量均超過40 000 t，云陽、開州、酉陽3個區（縣）羊年碳排放量均超過20 000 t，合川、開州、云陽3個區（縣）豬年碳排放量均超過4 000 t。測算結果詳見表5。

表5 全市及重點區（縣）動物腸道碳排放量 t

4.2 糞便管理的碳排放

4.2.1 來源于CH4轉化的碳排放 從總量看，全市來源于動物糞便管理中CH4轉化的碳排放量為360 052.85 t。32個重點區（縣）中超過10 000 t的有酉陽、江津、合川等21個區（縣），其年碳排放總量接近300 000 t，占全市的82.31%；其中合川、開州、云陽3個區（縣）的排放總量位列前三位，排放量均超過20 000 t，其排放總量占全市的18.36%。從排放畜種上看，來源于動物糞便管理中CH4轉化的碳排放量最多的是豬，其次是牛、禽和山羊，豬排放總量為308 619.27 t，占全市的85.71%。32個重點區（縣）來源于動物糞便管理中CH4轉化的碳排放量中生豬年排放量超過10 000 t的有合川、開州、云陽、萬州等15個區（縣），其年排放總量為201 667.32 t，占全市的65.35%；年排放量在5 000～10 000 t之間的包括彭水、武隆、豐都等11個區（縣），其排放總量達90 546.25 t，占全市的29.34%。此外，禽、牛、羊年排放量最高的區（縣）分別是璧山、豐都、云陽，排放量分別為1 435.58 t、3 416.46 t、1 590.99 t。測算結果詳見表6。4.2.2 來源于N2O轉化的碳排放 從排放總量看，來源于全市動物糞便管理N2O轉化的碳排放量為285 884.64 t。32個重點區（縣）碳排放量超過10 000 t的有云陽、豐都、酉陽、合川等9個區（縣），年排放總量為126 267.34 t，約占全市的44.17%，其中云陽最高，排放量為17 624.62 t。從排放畜種上看，全市來源于動物糞便管理N2O轉化的碳排放量最多的是豬，其次是禽、牛和羊，其中豬排放總量為139 937.20 t，占排放總量的48.95%。32個重點區（縣）中豬排放量超過5 000 t的有合川、開州、云陽等11個區（縣），其排放總量為72 271.78 t，占全市豬排放量的51.65%。此外，禽、牛、羊來源于動物糞便管理N2O轉化的碳排放量最高的區（縣）分別是璧山、豐都、云陽，其排放量分別為5 989.43 t、8 766.74 t、2 290.14 t。測算結果詳見表7。

表6 來源于CH4轉化的碳排放量 t

表7 來源于N2O轉化的碳排放量 t

5 碳排放來源、總量及排放效益分析

5.1 測算結果

經測算，2020年全市畜禽養殖產生的主要溫室氣體轉化的碳排放總量為1 392 401.65 t，其中來源于動物腸道CH4轉化的碳排放量、來源于糞便管理中CH4轉化的碳排放量以及來源于糞便管理中N2O轉化的碳排放量分別為746 464.16 t、360 052.85 t、285 884.64 t，占總排放量的比例分別為53.61%、25.86%和20.53%。32個畜禽養殖重點區（縣）畜禽養殖碳排放總量超過500 000 t的有石柱、巫山、涪陵等9個區（縣），其中酉陽排放量最高，為118 529.20 t。測算結果詳見表8。

5.2 結果分析

5.2.1 排放總量分析 從碳排放來源看，全市畜禽養殖碳排放以CH4轉化C為主（包括來源于動物腸道CH4轉化和來源于糞便管理中CH4轉化），其排放量占2020年全市畜禽養殖碳排放量的79.47%，其中CH4轉化的碳排放中，又以來源于動物腸道CH4轉化的碳排放量為主，占CH4轉化碳排放總量的67.46%；從碳排放畜種上看，全市畜禽養殖碳排放量從高到底依次是牛、豬、羊和禽，其排放量占全市的比例分別為39.38%、37.52%、16.83%、6.27%。從區（縣）來看，牛的養殖碳排放比例超過全區碳排放比例50%的區（縣）包括豐都、石柱、彭水、酉陽和秀山等4個區（縣），其中豐都、石柱更是超過70%；豬的養殖碳排放比例超過全區（縣）碳排放比例50%的區（縣）包括合川區、銅梁區、潼南區、江津區、墊江縣、長壽區、巴南區、萬州區、南川區等9個區（縣），其中榮昌縣最高，超過70%。測算結果詳見表9。

表9 全市及重點區（縣）主要畜禽碳排放量 t

5.2.2 排放效益分析 根據《重慶市畜牧業統計年鑒》提供的2020年各區（縣）的牧業總產值，測算出全市的畜禽養殖碳排放經濟強度均值為0.16 t/萬元，畜禽養殖總體上呈現出較為低碳的現狀。32個畜禽養殖重點區（縣）中畜禽養殖碳排放經濟強度超過0.1 t/萬元有22個區（縣），超過0.2 t/萬元的有12個區（縣），其中畜禽養殖碳排放經濟強度最高的為酉陽，達到0.47 t/萬元，是全市平均水平的2.8倍。詳見表9。

5.2.3 排放密度分析 結合重慶市及各區（縣）的幅員面積，測算出全市畜禽養殖碳排放密度均值為0.17 t/hm2，31個畜禽養殖重點區（縣）（不含萬盛經濟開發區）中畜禽養殖碳排放密度低于全市均值有14個區（縣），其中渝北區畜禽養殖碳排放密度最低（0.03 t/hm2），僅為全市平均水平的1/5；高于全市均值的有17個區（縣），其中豐都縣畜禽養殖碳排放密度最高，達到0.38 t/hm2，是全市平均水平的2.27倍。詳見表10。

表10 全市及重點區（縣）畜禽養殖碳排放經濟強度和區域密度

6 對策與建議

6.1 科學控制養殖總量

科學控制養殖規模主要包括兩方面的內容：一是科學控制畜禽養殖的總體規模。畜禽養殖碳排放量與養殖總量密切相關，圍繞全市畜禽產業發展資源稟賦、生態環境保護要求以及畜禽市場保供需求，合理制定養殖產業發展總量，可有效控制畜禽養殖碳排放總量。二是科學控制不同畜禽的養殖規模。根據測算分析，不同畜禽養殖碳排放量差異較大，從單個數量上來看，牛的碳排放量遠大于豬和禽，區縣在規劃涉及畜禽養殖總量時，需要重點考慮。

6.2 強調養殖適度規模

根據“指南”，不同養殖規模所采用的牛、羊等動物腸道發酵CH4排放因子差異較大，在養殖總規模不變的情況下適當提高規模化率可有效降低動物腸道發酵CH4排放量。總體來看，重慶牛、羊養殖規模化程度較低，通過發展適度規模養殖，提升其規模化率，降低碳排放總量尚有較大空間。

6.3 注重養殖科學管理

測算中發現，雖然豬的單個個體碳排放量遠低于牛，但由于全市豬飼養量較大、糞便產量較多，由豬糞便管理產生的CH4轉化的碳排放量較大，造成牛和豬排放總量站全市的排放比例相當，成為構成全市碳排放量的很重要來源之一。因此，強化畜禽糞便的科學管理，積極推廣干清糞、糞水沼氣工程等[9]，是今后降低畜禽養殖碳排放的必要措施。此外推行低碳養殖模式，降低能源消耗[10]也是實現養殖場低碳養殖的有效手段。

6.4 加強全產業鏈建設

在畜禽養殖碳排放總量不變的情況下，牧業總產值越高，碳排放經濟強度越底，說明畜牧業發展越低碳。全市在發展畜牧產業時，應著力加強畜禽產業鏈建設，增強畜禽產業附加值，提升域內牧業總產值，從而降低畜禽養殖碳排放強度，實現畜禽養殖的低碳發展。

6.5 加強牧業關聯性研究

由于重慶在農業方面關于碳排放的研究報道較少，關于碳排放等環境因素對農業生產效率的報道更少，特別是碳排放視角下關于農業環境效率的研究比較欠缺[11]，在全市積極推進現代農業高質量發展關鍵時期，加強牧業生產與效益的關聯性研究，顯得尤為必要。