
温室排放
温室排放指大气中自然存在的水蒸气、二氧化碳和甲烷等的排放。这些气体由于能吸收地表的红外辐射而成为地球的绝热层。同时,它们又是生命的保障。如果没有温室气体(GHG)全球气温将下降33摄氏度。其实,影响气温变化的关键不是温室气体的存在,而是温室气体在大气中的浓度,当浓度增加时,地球表面的温度就随之上升,导致地球变暖。更甚至导致极端气候的频繁出现。因此全球呼吁减少温室排放或碳排放!
基本介绍
- 中文名:温室排放
- 外文名:Greenhouse Gas
- 缩写:GHG
- 性质:大气中促成温室效应的气体成分
- 学科:生态环境
简介
温室气体(Greenhouse Gas, GHG)或称温室效应气体是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括水蒸气(H2O),水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60-70%,其次是二氧化碳(CO2)大约占26%,其他还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(又称笑气,N2O)、以及人造温室气体氯氟碳化物(CFCs)、全氟碳化物(PFCs)、氢氟碳化物(HFCs),含氯氟烃(HCFCs)及六氟化硫(SF6)等。
纵使大部分二氧化碳在自然界的碳循环中拿走,自从工业革命起人类燃烧化石燃料仍然导致大气层内二氧化碳浓度由280ppm上升至390ppm。
温室气体的共同点,就在于它们能够吸收红外线。由于太阳辐射以可见光居多,这些可见光可直接穿透大气层,到达并加热地面。而加热后的地面会发射红外线从而释放热量,但这些红外线不能穿透大气层,因此热量就保留在地面附近的大气中,从而造成温室效应。
水蒸汽是最主要的温室气体,但与二氧化碳不同,水蒸汽可以凝结成水。因此大气中的水蒸汽含量基本稳定,不会出现其它温室气体的累积现象。因此讨论温室气体时并不考虑水蒸汽。
近年来最引人注意的反常全球气温快速上升,主要是由于人为作用,使大气中温室气体的浓度极剧上升所导致的。人类近代历史上的温室效应,与过去相比特别的显着,全球暖化即适用于形容的异常情形。之所以如此,是由于工业革命以来,人类燃烧化石燃料而使二氧化碳含量急剧增加,近十年来增加将近30%;其次是甲烷,从饲养牲畜的粪便发酵,污水泄漏,稻田粪肥发酵等活动产生的;还有许多人类合成的,自然界原本不存在的气体,如氟里昂。
温室气体的增加,加强了温室效应,是造成全球暖化的主要原因,已成为世界各国家的共识,也是一种全球性的污染,京都议定书正是为了採取措施减少温室气体排放,由联合国发起,世界各国达成的协定。
产生原因
气候变暖是当今全球性的环境问题,其主要原因是由于大气中温室气体浓度的不断增加。二氧化碳、甲烷和氧化亚氮被认为是最重要的温室气体。
《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)明确规定,各缔约方应在公平的基础上,根据它们共同但有区别的责任和各自的能力,为人类当代和后代的利益保护气候系统,已开发国家应率先採取行动对付气候变化及其不利影响。《公约》同时也要求所有缔约方:提供温室气体各种排放源和吸收汇的国家清单;制订、执行、公布国家计画,包括减缓气候变化以及适应气候变化的措施;促进减少或防止温室气体人为排放技术的开发套用;增强温室气体的吸收汇;制定适应气候变化影响的计画;促进有关气候变化和应对气候变化的信息交流;促进与气候变化有关的教育、培训和提高公众意识等。
农业温室气体排放
现状
该文从农业生产过程和化肥、能源等投入方面计算了中国农业温室气体排放。2009年,中国农业总计排放温室气体158 557.3万t CO2当量,比1980年增长52.03%,年均增长1.46%。其中,CH4占总排放的25%,N2O占总排放的52%,CO2占总排放的23%。按来源分析,在2009年排放的温室气体中,水稻种植排放14 264.45万t,占9%;畜牧生产排放42 709.94万t,占26.94%;土壤排放47 457.81万t,占29.93%;化肥、能源、农药、农膜等投入引起的排放54 125.11万t,占34.14%。2009年农业GDP排放的温室气体为2.98 kg/元,粮食排放的温室气体为1.5 kg/kg。在2008年,牛肉排放的温室气体为28.54 kg/kg,羊肉为15.5 kg/kg,猪肉为1.49kg/kg,禽肉为0.54 kg/kg,牛奶为1.04 kg/kg,禽蛋为0.83 kg/kg。由于技术进步和生产效率提高,单位粮食、肉类和牛奶排放的温室气体都有较大幅度降低。对于种植单季粮食的土地,CO2交易价格为80元/t将使23.27%的耕地退出粮食生产;当CO2交易价格为100元/t时,这一比例高达63.31%。对于种植双季粮食的土地,CO2交易价格为130-140元/t时,将有50%的耕地退出粮食生产。由于中国粮食生产利润率过低,CO2较低的价格便严重影响粮食生产面积和产量。
挑战
春玉米种植过程中会造成直接和间接的温室气体排放。该文採用生命周期的方法综合评估了不同施肥处理下的温室气体排放,目的是筛选出既能保证产量和经济效益,又能有效减排的措施。4种不同的施肥处理包括:当地传统施肥方式、尿素处理、硫包衣尿素、尿素添加双氰胺处理。採用静态箱-气相色谱法连续监测土壤N2O排放,并计算了不同肥料处理的N2O排放总量;计算了肥料生产、运输、农田耕作管理能源消耗、种子生产等的温室气体排放,计算了春玉米全生命周期中温室气体排放总量、单位产量、万元产出的温室气体排放量。结果表明,不同处理施肥造成的N2O排放量、全生命周期中温室气体排放总量、单位产量排放强度和净收益排放强度的排序均为传统施肥处理>尿素处理>尿素添加双氰胺处理>硫包衣尿素处理。传统施肥处理的N2O排放总量极显着高于其他3个处理(P<0.01);硫包衣尿素处理的N2O排放总量显着低于尿素处理(P<0.05),与尿素添加双氰胺处理无显着差异(P>0.05)。不同处理的全生命周期排放总量、单位玉米产量排放量和万元净产值排放量变化範围分别是2.56~4.11 t/(hm2·a)、216.6~364.1 kg/t和1.15~2.19 t/万元。和传统施肥处理相比,硫包衣尿素处理可分别降低温室气体(greenhouse Gas,GHG)排放总量、单位玉米产量排放和万元净产值碳排放37.8%、40.5%和47.3%,尿素添加双氰胺处理可降低36.5%、38.6%和45.9%。化肥尤其是氮肥的生产在春玉米种植过程中对碳足迹的贡献最大,占42.4%~55.0%;玉米生产过程中的N2O排放次之,占20.8%~26.1%。在保证粮食产量和经济效益的前提下,硫包衣尿素处理和尿素添加双氰胺处理2种施肥方式具有较低的碳排放强度,可作为当地较为合理的施肥方式进行推广。
农田温室气体净排放研究进展
农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义。本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放;施肥(特别是配施)能提高SOC含量。施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大;水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理;不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放。此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结。
解决方案
温室气体排放清单是最常用的城市碳排放核算方法,有助于在大尺度上了解城市不同行业或部门的温室气体排放情况。然而,中国城市温室气体清单研究刚刚起步,研究成果还不多,尚缺乏系统、规範的城市温室气体研究方法和指标体系。概述了城市温室气体排放清单的主要参考编制方法,介绍了国内外城市温室气体清单的编制情况,对城市温室气体清单编制的特点进行了分析,总结了城市温室气体清单与国家温室气体清单在关键排放源、编制模式、方法体系等方面的差异;在此基础上结合我国城市实际,对适合中国城市的温室气体清单编制方法进行了探索,并针对清单编制过程中存在的具体问题提出了建议;最后对未来城市温室气体清单的发展趋势进行了展望,以期为中国温室气体清单编制及研究提供借鉴。