绿色发展 以重庆为例对畜禽养殖碳排放的测算研究

何道领，韦艺媛，刘 羽，朱 燕，陈红跃

（1.重庆市畜牧技术推广总站，重庆 渝北 401121；2.重庆市生猪产业技术体系创新团队，重庆 渝北 401121）

近年来，碳达峰、碳中和已经成为全社会关注的热点，作为碳排放的重点行业，越来越多的学者开展重点关注农业和畜牧业的碳排放问题。张颂心[1]、张欢欢等[2]、高标等[3]先后分别针对全国、河南省、吉林省的农业碳排放进行了研究测算，冉锦成等[4]针对新疆的畜牧产业经济效益与碳排放进行了研究，并结合碳排放约束对产业的可持续发展提出了建议。作为全国经批准的7个开展碳排放权交易试点城市之一，重庆在钢铁、电力、水泥等工业行业进行较多的探索和尝试，但在农业，特别是畜牧业方面，有关探索和研究尚较为不足。因此，基于重庆当前畜禽养殖现状，分析了全市主要畜禽养殖碳排放情况，并根据研究结果，从影响畜禽养殖碳排放的主要环节，提出减少畜禽养殖碳排放量的建议措施，以期为重庆畜牧业的可持续发展提供有参考的建议。

1 测算范围

养殖场温室气体排放核算范围通常主要包括对畜禽养殖中畜禽肠道发酵甲烷（CH4）排放、粪便管理CH4排放和一氧化二氮（N2O）排放[5-6]，以及生产和粪便管理过程中消耗的燃料和电力等导致的CO2排放等，也有研究将畜禽呼吸排放的CO2纳入研究范围。本文主要以来源于肠道发酵、粪便管理等两方面产生的CH4、N2O等温室气体为对象，测算全市畜禽养殖碳排放量。

2 测算数据

本文采用年末存栏量作为畜禽养殖量用于畜禽碳排放量测算依据。据统计数据，2020年全市主要畜禽年存栏量见表1。

表1 全市及重点区（县）畜禽年末存栏量

3 测算方法

3.1 测算公式

3.1.1 温室气体排放测算 重庆畜禽养殖温室气体排放测算依据《省级温室气体清单编制指南》（试行）[7]，以下简称“指南”。

3.1.2 碳排放经济强度测算 本文采用碳排放经济强度对各区（县）畜禽养殖的碳排放进行经济效益评估分析。其公式为：区域碳排放总量（t）/区域牧业总产值（万元）。其中碳排放经济强度指标值越小，说明区域内畜禽养殖越低碳；反之，说明区域内畜禽养殖越不低碳。

3.1.3 碳排放密度测算 本文采用碳排放密度对各区（县）畜禽养殖的碳排放情况进行低碳评估分析。其公式为：区域碳排放总量（t）/区域幅员面积（hm2）。其中碳排放密度指标越大，说明区域单位面积上畜禽养殖贡献的碳排放量越多；反之越少。

3.2 测算参数

3.2.1 动物CH4排放因子 动物CH4排放因子是测算肠道发酵CH4排放的重要参数，由于目前重庆尚没出台相关参考因子，结合“指南”建议，本文不同畜禽动物CH4排放因子参考”指南”中推荐值。详见表2。

表2 动物肠道发酵CH4排放因子 kg/（头·年）

3.2.2 粪便管理CH4排放因子 粪便管理甲烷排放因子是测算粪便管理中CH4排放的重要参数，由于目前重庆尚没出台有相参考因子，结合“指南”建议，本文不同畜禽粪便管理CH4排放因子参考”指南”中推荐值。详见表3。

表3 粪便管理甲烷排放因子 kg/（头·年）

3.2.3 粪便管理N2O排放因子 粪便管理N2O排放因子是测算粪便管理N2O排放的重要参数，由于目前重庆尚没出台有相参考因子，结合“指南”建议，本文不同畜禽粪便管理N2O排放因子参考”指南”中推荐值。详见表4。

表4 粪便管理氧化亚氮排放因子 kg/（头·年）

3.2.4 温室气体换算参数 为便于统一温室气体产生总量，本文将测算的肠道发酵与粪便管理中产生的CH4和N2O统一换算成碳（C）。根据IPCC第四次评估报告（2007年）[8]，1 t CH4、1 t N2O所引发的温室效应分别相当于6.818 t C和81.273 t C所产生的温室效应。

4 畜禽肠道及粪便管理的碳排放结果与分析

4.1 动物肠道碳排放

动物肠道碳排放主要来源于动物肠道CH4转化的碳排放，根据“指南”，本文测算主要针对牛、羊、猪3个畜种。从总量看，全市来源于动物肠道CH4转化的碳排放量为746 464.16 t，32个重点区（县）中年碳排放量超过20 000 t的有酉阳、云阳、丰都等15个区（县），排放总量为297 862.08 t，占全市的79.46%。其中酉阳、丰都、云阳、彭水4个区（县）的排放总量位列前四位，其排放量均超过50 000 t，排放总量占全市的39.90%。从畜种看，来源于动物肠道CH4转化的碳排放量最多的是牛，其次是山羊，猪的排放量最少，各畜种碳排放总量分别为466 802.60 t、205 829.20 t和73 832.36 t，占全市的比例分别为62.54%、27.56%和9.89%。32个重点区（县）中丰都、酉阳、彭水、云阳4个区（县）牛碳排放量均超过40 000 t，云阳、开州、酉阳3个区（县）羊年碳排放量均超过20 000 t，合川、开州、云阳3个区（县）猪年碳排放量均超过4 000 t。测算结果详见表5。

表5 全市及重点区（县）动物肠道碳排放量 t

4.2 粪便管理的碳排放

4.2.1 来源于CH4转化的碳排放 从总量看，全市来源于动物粪便管理中CH4转化的碳排放量为360 052.85 t。32个重点区（县）中超过10 000 t的有酉阳、江津、合川等21个区（县），其年碳排放总量接近300 000 t，占全市的82.31%；其中合川、开州、云阳3个区（县）的排放总量位列前三位，排放量均超过20 000 t，其排放总量占全市的18.36%。从排放畜种上看，来源于动物粪便管理中CH4转化的碳排放量最多的是猪，其次是牛、禽和山羊，猪排放总量为308 619.27 t，占全市的85.71%。32个重点区（县）来源于动物粪便管理中CH4转化的碳排放量中生猪年排放量超过10 000 t的有合川、开州、云阳、万州等15个区（县），其年排放总量为201 667.32 t，占全市的65.35%；年排放量在5 000～10 000 t之间的包括彭水、武隆、丰都等11个区（县），其排放总量达90 546.25 t，占全市的29.34%。此外，禽、牛、羊年排放量最高的区（县）分别是璧山、丰都、云阳，排放量分别为1 435.58 t、3 416.46 t、1 590.99 t。测算结果详见表6。4.2.2 来源于N2O转化的碳排放 从排放总量看，来源于全市动物粪便管理N2O转化的碳排放量为285 884.64 t。32个重点区（县）碳排放量超过10 000 t的有云阳、丰都、酉阳、合川等9个区（县），年排放总量为126 267.34 t，约占全市的44.17%，其中云阳最高，排放量为17 624.62 t。从排放畜种上看，全市来源于动物粪便管理N2O转化的碳排放量最多的是猪，其次是禽、牛和羊，其中猪排放总量为139 937.20 t，占排放总量的48.95%。32个重点区（县）中猪排放量超过5 000 t的有合川、开州、云阳等11个区（县），其排放总量为72 271.78 t，占全市猪排放量的51.65%。此外，禽、牛、羊来源于动物粪便管理N2O转化的碳排放量最高的区（县）分别是璧山、丰都、云阳，其排放量分别为5 989.43 t、8 766.74 t、2 290.14 t。测算结果详见表7。

表6 来源于CH4转化的碳排放量 t

表7 来源于N2O转化的碳排放量 t

5 碳排放来源、总量及排放效益分析

5.1 测算结果

经测算，2020年全市畜禽养殖产生的主要温室气体转化的碳排放总量为1 392 401.65 t，其中来源于动物肠道CH4转化的碳排放量、来源于粪便管理中CH4转化的碳排放量以及来源于粪便管理中N2O转化的碳排放量分别为746 464.16 t、360 052.85 t、285 884.64 t，占总排放量的比例分别为53.61%、25.86%和20.53%。32个畜禽养殖重点区（县）畜禽养殖碳排放总量超过500 000 t的有石柱、巫山、涪陵等9个区（县），其中酉阳排放量最高，为118 529.20 t。测算结果详见表8。

5.2 结果分析

5.2.1 排放总量分析 从碳排放来源看，全市畜禽养殖碳排放以CH4转化C为主（包括来源于动物肠道CH4转化和来源于粪便管理中CH4转化），其排放量占2020年全市畜禽养殖碳排放量的79.47%，其中CH4转化的碳排放中，又以来源于动物肠道CH4转化的碳排放量为主，占CH4转化碳排放总量的67.46%；从碳排放畜种上看，全市畜禽养殖碳排放量从高到底依次是牛、猪、羊和禽，其排放量占全市的比例分别为39.38%、37.52%、16.83%、6.27%。从区（县）来看，牛的养殖碳排放比例超过全区碳排放比例50%的区（县）包括丰都、石柱、彭水、酉阳和秀山等4个区（县），其中丰都、石柱更是超过70%；猪的养殖碳排放比例超过全区（县）碳排放比例50%的区（县）包括合川区、铜梁区、潼南区、江津区、垫江县、长寿区、巴南区、万州区、南川区等9个区（县），其中荣昌县最高，超过70%。测算结果详见表9。

表9 全市及重点区（县）主要畜禽碳排放量 t

5.2.2 排放效益分析 根据《重庆市畜牧业统计年鉴》提供的2020年各区（县）的牧业总产值，测算出全市的畜禽养殖碳排放经济强度均值为0.16 t/万元，畜禽养殖总体上呈现出较为低碳的现状。32个畜禽养殖重点区（县）中畜禽养殖碳排放经济强度超过0.1 t/万元有22个区（县），超过0.2 t/万元的有12个区（县），其中畜禽养殖碳排放经济强度最高的为酉阳，达到0.47 t/万元，是全市平均水平的2.8倍。详见表9。

5.2.3 排放密度分析 结合重庆市及各区（县）的幅员面积，测算出全市畜禽养殖碳排放密度均值为0.17 t/hm2，31个畜禽养殖重点区（县）（不含万盛经济开发区）中畜禽养殖碳排放密度低于全市均值有14个区（县），其中渝北区畜禽养殖碳排放密度最低（0.03 t/hm2），仅为全市平均水平的1/5；高于全市均值的有17个区（县），其中丰都县畜禽养殖碳排放密度最高，达到0.38 t/hm2，是全市平均水平的2.27倍。详见表10。

表10 全市及重点区（县）畜禽养殖碳排放经济强度和区域密度

6 对策与建议

6.1 科学控制养殖总量

科学控制养殖规模主要包括两方面的内容：一是科学控制畜禽养殖的总体规模。畜禽养殖碳排放量与养殖总量密切相关，围绕全市畜禽产业发展资源禀赋、生态环境保护要求以及畜禽市场保供需求，合理制定养殖产业发展总量，可有效控制畜禽养殖碳排放总量。二是科学控制不同畜禽的养殖规模。根据测算分析，不同畜禽养殖碳排放量差异较大，从单个数量上来看，牛的碳排放量远大于猪和禽，区县在规划涉及畜禽养殖总量时，需要重点考虑。

6.2 强调养殖适度规模

根据“指南”，不同养殖规模所采用的牛、羊等动物肠道发酵CH4排放因子差异较大，在养殖总规模不变的情况下适当提高规模化率可有效降低动物肠道发酵CH4排放量。总体来看，重庆牛、羊养殖规模化程度较低，通过发展适度规模养殖，提升其规模化率，降低碳排放总量尚有较大空间。

6.3 注重养殖科学管理

测算中发现，虽然猪的单个个体碳排放量远低于牛，但由于全市猪饲养量较大、粪便产量较多，由猪粪便管理产生的CH4转化的碳排放量较大，造成牛和猪排放总量站全市的排放比例相当，成为构成全市碳排放量的很重要来源之一。因此，强化畜禽粪便的科学管理，积极推广干清粪、粪水沼气工程等[9]，是今后降低畜禽养殖碳排放的必要措施。此外推行低碳养殖模式，降低能源消耗[10]也是实现养殖场低碳养殖的有效手段。

6.4 加强全产业链建设

在畜禽养殖碳排放总量不变的情况下，牧业总产值越高，碳排放经济强度越底，说明畜牧业发展越低碳。全市在发展畜牧产业时，应着力加强畜禽产业链建设，增强畜禽产业附加值，提升域内牧业总产值，从而降低畜禽养殖碳排放强度，实现畜禽养殖的低碳发展。

6.5 加强牧业关联性研究

由于重庆在农业方面关于碳排放的研究报道较少，关于碳排放等环境因素对农业生产效率的报道更少，特别是碳排放视角下关于农业环境效率的研究比较欠缺[11]，在全市积极推进现代农业高质量发展关键时期，加强牧业生产与效益的关联性研究，显得尤为必要。