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英国农业氨排放清单

摘要 一份新的详细的英国农业氨排放清单估计每年损失190kt氨氮。其中约50%或每年99 kt 氨氮归因于牛的生产。这主要是由于泥浆和农家肥（FYM）（每年49kt 氨氮）、养牛（每年270kt氨氮）和废物储存（每年17kt氨氮）的土地扩张造成的巨大损失。家禽和猪生产的氨损失以及农业用地化肥的施用量也相当大，分别为每年30、23和32kt 氨氮。绵羊生产损失达每年13kt 氨氮。

对牲畜生产各阶段贡献的调查表明，农田和牲畜圈舍的土地扩张是主要来源，估计每年排放71kt 氨氮和59kt 氨氮，分别相当于总损失的36%和30%。该清单的编制尽可能使用英国氨气排放因子，以及1993年的最新人口普查和统计数据。该清单是以电子表格形式编制的，因此，随着新信息的提供，很容易更新，并可用于测试潜在减排方法对总排放量的影响。

关键词 氨 氨排放清单 英国农业源

1介绍

虽然学者们普遍认为农业是大气氨排放的主要排放源，但是对于氨排放量的估算存在很大的不确定性。对于英国，现有的氨排放清单估算结果为农业每年排放氨氮177—518kt，大多数的排放清单表明农业源氨排放量占总排放量的90%。动物生产系统是农业氨排放的最主要贡献者，氨排放环节有粪便排泄、圈舍或放牧过程中、粪便堆肥以及有机肥的利用，都是氨排放的重要来源。由于畜禽粪便对总排放量的主导影响，排放清单之间不同的主要原因是畜禽的类型、粪便尿液的氮素含量以及每种氨源的排放因子。这种不同在牛的氨排放体现尤其明显，因为牛的氨排放量占总排放量的比例高于其他类别的牲畜。本文更新的排放清单主要是基于1993年的数据，主要是基于牲畜种群、肥料使用情况、人口普查数据。为了得到英国最准确的排放因子 ，关于畜禽圈舍、废物储存等都使用了最新数据。早期的排放清单主要依赖于欧洲其他地区的排放因子，这可能不适于英国。

2氨排放清单的建立

氨排放清单的建立使用到电子表格(EXCEL 5.0)，利用所有获取的数据计算与验证猜想，在有足够数据的情况下计算氨排放的误差的估计值，并且分析排放情况，通过实施控制措施来改变个别因子对氨排放量的影响。1993年英国每种牛、家禽、猪、羊的数量主要来源于农业统计年鉴。在计算中使用了不同类别牲畜产生排泄物的数据以及假设了畜禽粪便的固液比例及堆肥数据。然后将适当的排放因子用于不同类型的畜禽圈舍、废物储存设施以及陆地施肥。废物储存的排放量的影响因素是粪尿或粪便堆肥的表面积，由于粪便储存很少完全排空，因此任务全年都进行排放，时间按照12个月计算。同时，假设储存在田间的固体废料的时间为6个月。利用粪尿的干物质含量对堆肥粪尿的土地扩散进行校正，因为这对铵态氮的比例有很大影响，最后会以氨的形式排放。

畜禽养殖的圈舍数量和类型、泥浆和固体粪便的储存等数据，主要来自于英格兰和威尔士的调查数据，根据苏格兰和北爱尔兰的牲畜数量按比例使用，以估算英国的数据。有关粪便总氮和铵态氮含量的数据主要来自农业和园艺作物的肥料建议，根据化肥实践调查和英国肥料实践调查提供的数据估算出适用于草地和耕地的每种粪肥类型的比例和总量。

新的排放因子来自现有文献以及本文作者所代表的三个组织最近进行的实地试验。这些排放因子中的大多数可以被视为净值，因为实验程序校正了源上风的空气中氨的背景浓度，无论是接收泥浆的土地还是牲畜建筑物等。其他数据来源计算排放因子包括已公布的英国研究，并且只有在缺乏或不充分的情况下，才能从北欧其他地区进行研究。预计英国各地的气候变化将直接或通过管理上的差异（如相对湿度、放牧的长度和牲畜生产系统的组成部分）影响排放因子。然而，由于排放清单的数据不足。Weerden和Arvis中给出了用于向草地施用化肥的排放因子的详细信息，而用于牲畜来源的排放因子将在其他地方公布。本文以奶牛为例，对每一类家畜采用了相似的处理方法。

3氨排放

3.1牛的氨排放

1993年，英国有2667000头奶牛，其中大部分饲养在自然通风的建筑物中，废物作为泥浆管理。 虽然假设大多数成年牛每年被饲养182天，但是奶牛的饲养期为205天，以计算在放牧季节期间在建筑物中挤奶所花费的时间。根据Silsoe研究所最近的测量结果，每年每头奶牛的排放因子为5.86 kg NH3-N。废物储存损失按每头奶牛每年4.19千克NH3-N计算。这是由泥浆的排放因子1.61或0.77，农家粪肥和脏水（来自清洗挤奶室等）的储存量分别为0.36和0.16 kg NH3-N m2得出的。浆料的两个因素反映了地上储存，混合以防止结壳形成的圆形罐和未混合的泻湖或类似储存以及结壳可能减少氨排放的区别之间的差异。 据估计，来自奶牛的20％的浆液lt;4％DM，40％在4％和8％DM之间，40％gt; 8％DM。这三类排放因子分别为15,37和59％的铵态氮。 施用65％氨氮的排放因子用于FYM，15％用于污水。 这些值给出了每头奶牛的平均年损失，相当于8.42千克的氨氮用于输送土地的废物。 最初由Jarvis和Bussink（1990）建立的关于氮肥投入和氨排放之间关系的最新版本被用于计算放牧的排放量。假设奶牛放牧草地的平均氮输入量为174 kg n ha-1，给出了每头奶牛每天6 g NH3-N的排放因子，相当于每159天放牧季节0.95 kg NH3-N。因此，据估计，一头奶牛的总排放量为每年19.42 kg氨氮，英国奶牛总排放量为每年51.79 kt氨氮。所有奶牛的年总排放量估计为每年98.7 kt氨氮（表1）。

表1 英国牛氨排放总量表 2 英国羊氨排放总量

3.2羊的氨排放

高地和低地绵羊每年的排放量为每年12.7 kt 氨氮(表2)，羊羔的数据是根据粪便产量较低进行校正。山地绵羊被认为全年都在户外活动，而低地绵羊每年在产羔期间在室内活动30天。

3.3猪的氨排放

猪每年的排放量为23.6 kt氨氮（表3），其中最大比例来自圈舍，因为大多数猪全年都在圈舍中。假设20%的繁殖母猪、公猪和育肥猪（20公斤活重）放在室外，在没有室外猪的特定值的情况下，排放因子基于放牧牛的排放因子，同时考虑到活重和排泄物的氮含量的差异。

3.4家禽的氨排放

家禽的排放量估计为每年30.2 kt 氨氮（表4），住房和土地撒布产生的排放量大致相等。所有家禽，除了鹅，都被认为是一年四季都在室内饲养，室外饲养的数量微不足道。大多数家禽被归类为蛋鸡或肉鸡。据推测，前者的排泄物是以粪便的形式存在的，要么是在深坑中的笼子下面收集的，要么是用移动的皮带或刮刀从笼子下面取下的，或者是在栖息的鸟的情况下，是在垃圾上收集的。所有的肉鸡和大多数其他家禽都被假定放在担架上，例如木屑、稻草，并产生固体肥料（担架）。从房子里搬走后，两种类型的废物被假定在撒布到土地上之前被储存在室外182天，尽管这是已知的从1个月到2年的范围。

表3 英国猪氨排放总量 表4 英国家禽氨排放总量

3.5鹿和其他动物的氨排放

鹿每年仅排放0.05 kt氨氮。大多数关于排泄物产生和氮含量的信息都是基于绵羊的排泄物产生和氮含量，并对数量和活重的差异进行适当的修正，因为缺少关于鹿的特定数据。因为英国的人口非常少，所以人工饲养的山羊被纳入了绵羊的估计。由于马和兔子不被视为农业牲畜，因此本清单中省略了它们。

3.6氮肥施用的氨排放

施用于放牧草地的尿素和其他氮肥的量已包括在施用于保护草地的量中，而施用于放牧草地的硝酸铵化肥的排放量在放牧牛期间的排放量估计中占了很大比例。表5中的保护草地包括青贮饲料和干草生产，而耕作作物包括英国化肥实践调查分类的春季和冬季谷类作物、土豆、甜菜、油籽油菜（Burnhill等人，1994）。本文件和《北爱尔兰农业统计评论》（Dani，1994年）中的信息用于确定农用地上硝酸铵-N、尿素-N和其他N（主要是化合物）的用量。不同的排放因子被用于草地和耕作作物，以及尿素和其他形式的氮肥之间的区别。同样地，对将化肥纳入种子层的低排放量进行了修正。

表5 氮肥施用的氨排放总量

4英国农业氨排放总量

英国农业的总排放量估计为每年197 kt 氨氮（表6）。 表7列出了农业生产系统各组成部分的贡献。Jarvis和Pain（1990年）的早期估计比更新后的排放清单低约10 kt，但很可能存在误差。差异主要是由于放牧的排放量估计值下降，以及对保育牧草和耕作作物施用化肥的排放量增加。这些差异更可能与构建库存所用的数据和程序的变化有关，而不是在干预期间排放量的实际增加。人们普遍认为，牛是最大的单一氨源，而且土地和牲畜建筑物散布的粪便排放具有显着影响，但197 kt的氨氮仍处于先前估算的范围的较低端。清单中不包括Lee和Dollard（1994）讨论的非农业来源的排放，这可能会导致额外的70 kt氨氮，也不会导致作物在衰老或分解过程中的直接排放。前者超出了本研究的范围，后者可能与其他农业来源相比较低。 萨顿等人（1995）计算出最近的沉积估算（INDITE，1994）与每年330-320kt 氨氮的总排放量一致。尽管仍存在不足，但当包括其他非农业来源的排放时，更新后的排放量估计接近范围的低端。还应记住，大气沉积估算中存在不确定性，特别是与干沉积有关的不确定性。尽管仍存在不足，但当包括其他非农业来源的排放时，更新后的排放量估计接近范围的低端。还应注意，大气沉积估算中存在不确定性，特别是与干沉积有关的不确定性。

表6 英国农业氨排放总量

表7 农业生产系统各组成部分的对氨排放贡献

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