第 41 卷 第 3 期 2022 年 5 月 华 中 农 业 大 学 学 报 Journal of Huazhong Agricultural University Vol.41 No.3 May 2022，115~123 胡婉玲，黄玛兰，王红玲 . 低碳背景下畜牧业甲烷排放现状与减排策略研究［J］. 华中农业大学学报，2022，41（3）：115⁃123. DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.03.013 低碳背景下畜牧业甲烷排放现状与减排策略研究 胡婉玲 1，黄玛兰 2，王红玲 2 1. 华中农业大学经济管理学院，武汉 430070； 2. 湖北大学商学院/湖北大学中国农业碳减排碳交易研究中心，武汉 430062 摘要 为推动畜牧业甲烷减排进程以及实现畜牧业绿色可持续发展提供数据支撑和科学依据，利用 FAO 数据库 1961-2019 年的长时序统计数据，分析了全球畜牧业甲烷排放量的变化趋势，结果发现： （1）1961-2019 年，全世界各地区畜牧业甲烷估计排放量存在显著差异，并且总体呈不断上升趋势。 （2）全球反刍动物甲烷排放 量由 1961 年的 6 804.79 万 t 增加至 2019 年的 10 352.91 万 t，分别占畜牧业甲烷排放总量的 96.98%、97.51%；在 不同品种反刍动物中 ，甲烷排放量前 3 位分别是肉牛、奶牛、水牛 ，其排放量分别由 1961 年的 3 498.87 万、 1 861.56 万、520.98 万 t 增加至 2019 年的 5 666.16 万、1 996.04 万、1 208.33 万 t。 （3）印度、中国、巴基斯坦等国作为 畜牧生产大国，牛、羊等反刍动物产量均排名世界前 10 位，其甲烷排放量也在不断增长，且增量多增速较快。在 此基础上本研究提出了控制畜牧业甲烷排放的策略：在政策层面，建立畜牧业甲烷排放的统计数据与规范测算 标准，对畜牧业温室气体排放征税或使其参与碳市场，建立奖励机制激励农户降低农场甲烷排放，加强生产者和 消费者的气候变化认知；在生产端层面，提高牧草质量，采取合理的放牧管理策略，添加饲料补充剂，优化遗传选 育，提升畜牧粪污利用水平；在消费端层面，减少肉类和乳制品浪费和用植物性饮食减少或替代动物类饮食，多 策并举减少畜牧业甲烷排放。 关键词 反刍动物；畜牧业甲烷排放；农业甲烷减排；低碳；碳排放；绿色发展 中图分类号 X196 文献标识码 A 文章编号 全球每年甲烷（CH4）的排放量约为 5.7 亿 t，人类 ① 1000-2421（2022）03-0115-09 排领域的合作，通过激励措施和项目减少农业甲烷 活动排放的甲烷占全球总量的 60% 。农业源甲烷 排放。此后，在 11 月 19 日举办的中国农业农村科技 是人为排放甲烷的最大来源，而畜牧业占甲烷人为 发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛发布会上， 排放总量的 37% 。减缓气候变化需要大幅削减气 农业农村部农业生态与资源保护总站首次发布了以 候污染物的排放，而国际上的关注点主要集中在二 减排固碳为主题的农业农村减排固碳十大技术模 氧化碳上。事实上，许多科学家强调减少短期气候 式。11 月 25 日举行的生态环境部新闻发布会上，生 污染物，如甲烷等的排放，对于避免突破危险气候临 态环境部应对气候变化司进一步列出了甲烷国家行 ［1］ ［2］ 界点，实现可持续发展目标也具有重要作用 。当 动计划五步走战略，再次提到农业甲烷领域的减排 前，随着国际社会对甲烷影响气候认识的加深，越来 计划。至此，农业甲烷减排的重要性被提升到前所 越多的国家、国际组织和企业参与到了甲烷的减排 未有的高度。 管控行动当中。 气候变化可能会改变动物的生产力和繁殖效 2021 年 11 月 10 日，中美在联合国气候变化格拉 率。畜牧生产和畜牧业对环境的影响相当广泛，将 斯哥大会发布《中美关于在 21 世纪 20 年代强化气候 导致空气污染、气候变化、水资源的浪费、水污染、森 行动的格拉斯哥联合宣言》，宣布两国将加强甲烷减 林砍伐、土地和土壤的破坏、物种的消亡等［1］。为了 收稿日期：2022⁃01⁃20 基金项目：国家社会科学基金重大项目（19ZDA085）；中国博士后科学基金项目（2020M672317）；国家自然科学基金项目（71871086） 胡婉玲，E-mail：365554885@qq.com 通信作者：黄玛兰，E-mail：huangml2019@hubu.edu.cn ① https：//www.iea.org/reports/methane-tracker-2020 116 华中农业大学学报 第 41 卷 解决畜牧业可持续发展面临的严峻挑战，本文对畜 的潜力，还应兼顾经济可行性和动物性能提升［21］。 牧业甲烷排放方面的最新进展进行综述，分析全球 长期以来，在围绕气候变化的政策和科学辩论 各地区、不同种类以及不同国家的畜牧业甲烷排放 中，农业温室气体排放一直未受重视［22］。在现行政 现状，最后提出畜牧业甲烷减排策略，旨在为推动畜 策下，全球 2050 年牲畜甲烷排放量预计将比 2010 年 牧业甲烷减排进程以及实现畜牧业绿色可持续发展 增长约 30%，但很少有国家制定明确目标或正在实 提供数据支撑和科学依据。 施减少排放量的政策。其原因可能不仅与许多国家 1 的牲畜业在营养和生计方面的关键地位有关，还与 相关文献综述 甲烷在大气中的寿命较短、人们对减少这些排放的 现有对畜牧业甲烷排放现状以及减排策略的研 究主要包括以下 4 个方面。 重要性看法不一致有关［23-24］。农业甲烷的测量和核 查所面临的挑战使得针对所有排放源的政策难以实 1）关于畜牧业甲烷排放来源的研究。反刍动物 施，但是解决部分排放的次优政策，如反刍动物甲烷 是世界上最重要的人为甲烷排放来源，乳制品、牛 排放的次优政策已被证实充分可行［25］。目前，虽然 肉、山羊和绵羊是甲烷的主要贡献者［3］。来自反刍动 有 100 多个国家将农业纳入其国家自主贡献（NDCs） 物肠道发酵产生的甲烷是畜牧业甲烷排放的最大来 当中，但除了新西兰和英国等少数国家外，大多数国 源，欧盟畜牧业甲烷排放量中大约 2/3 来自肠道发 家的 NDCs 缺乏细节，仅有少数国家制定了具体目标 酵，1/3 来自动物粪便 。影响反刍动物甲烷排放量 或正在制定政策，以推动减少农业甲烷排放［26-27］。 的因素也很多，包括采食量、饲料类型和质量、能量 由于畜牧养殖技术有待提升，低碳畜牧生产理念有 消耗、动物大小、生长速度、生产水平、遗传和环境温 待落实，导致我国畜牧养殖业减排任重道远［28］。有 度等［5-6］。 研究表明，在将气候变暖限制在 1.5 ℃的缓解途径 ［4］ 2）畜牧业甲烷排放量测算及减排潜力估计。这 ［3，7］ 包括对不同研究尺度上 ［8-9］ 测算 的畜牧业甲烷排放量的 ［10］ 碳排预算和实现严格温度控制的能力。这意味着减 ；以及采取措施缓解 少畜牧业甲烷排放对实现《巴黎协定》的温度目标至 ［11］ 关重要［29］。我国提出的“双碳”目标为总量目标，未 ［12］ 的减排潜力测算 为未来净二氧化碳排放的 1/3，其将极大地限制剩余 ；对畜牧业甲烷排放 和未来排放量的预测 因子改进并进行建模与估计 中，未来牲畜甲烷排放对 2050 年全球变暖的贡献约 。 3）畜牧业甲烷排放的主要量化方法。反刍动物 甲烷排放量化的方法有室内和放牧环境下两种类 ［13］ 包含对减排结构的要求。因此，选择减排成本较低、 可观测、可计量的领域是实现这一目标的重点。而 。大量构建排放方程和碳账户的研究都采用了 畜牧业温室气体在减排技术与实践操作上已基本成 箱子顶部的呼吸箱法的方法。定量放牧环境中肠道 熟的现实，使得畜牧业减排满足可观测、可计量、可 甲烷排放的方法有六氟化硫示踪技术（SF6）、Green⁃ 形成有效规模的减排要求①。因此，未来畜牧业减排 Feed 气体定量系统、不同类型牧场排放量化方法和 大有可为。 别 ［14-15］ 动物模型 现有研究为本研究提供了理论基础与借鉴，但 。 4）畜牧业甲烷减排策略。这包括遗传选择、饲 是仍然存在进一步完善的空间。一是基于实验测算 料添加剂、抗产甲烷牧草、控制瘤胃微生物种群、古 的畜牧业甲烷排放量分析的排放现状相对准确也更 ［16-18］ 细菌疫苗、最优牧场管理实践 ［19］ 。Knapp 等 则 科学，但是，现有利用长时序数据对全球不同区域、 将畜牧业甲烷缓解策略分成饲料、饲养管理和营养， 不同种类反刍动物以及不同国家的甲烷排放量的变 瘤胃改进剂，通过遗传和其他管理方法增加反刍动 化趋势的研究相对不足。二是现有的减排策略主要 物产量等 3 类。当前已有众多甲烷减排策略，但是它 从技术视角进行研究，侧重从生产源头减少甲烷排 们在可行性、成本和生产者接受度方面存在差异，仅 放，缺少从政策制定者和消费者视角来研究畜牧业 有少数具有成本效益的实际应用潜力，可以在减少 甲烷减排问题。因此，本研究拟对上述研究不足进 甲烷排放的同时，提高动物生产力而 且 不 会 对 动 物 行补充性研究。首先，利用 FAO 数据库 1961—2019 ［20］ 健康或产品质量产生负面影响 。 事 实 上 ，投 入 应用的甲烷缓解策略应该不仅具有减少甲烷排放 ① 年全球尺度的世界各地区、不同种类以及不同国家 的畜牧业甲烷排放变化趋势进行分析；在此基础上， http：//www.cfen.com.cn/dzb/dzb/page_7/202203/t20220329_3799162.html 第3期 胡婉玲 等：低碳背景下畜牧业甲烷排放现状与减排策略研究 117 从政府端、生产端和消费端 3 个维度阐释政策制定 者、生产者和消费者的甲烷减排措施。 2 畜牧业甲烷来源与排放量变化 趋势 2.1 畜牧业甲烷来源 据 2019 年 FAO 数据显示，全球牲畜业生产的总 排放量为每年 71 亿 t 二氧化碳当量，占所有人为温室 气体排放量的 14.5%。其中牛（牛肉和牛奶）、猪肉、 水牛奶和肉、鸡肉和鸡蛋、小型反刍动物奶和肉类分 别占畜牧业温室气体排放量的 65%、9%、8%、8%、 6%。而 2019 年 IPCC 报告数据显示，2007—2016 年 间，全球温室气体排放中约有 23% 来自农业、林业等 和土地相关的活动，其中甲烷占比 44%。有研究表 明，