集约化奶牛养殖场甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征研究

鉴于我国奶牛业的良种率低、科学饲养管理水平较低和产奶量低等特点，建立反刍甲烷(CH4)和粪尿甲烷与氧化亚氮(N2O)排放清单时，若直接使用IPCC（联合国气候变化委员会）的排放因子可能使我国降低CH4和N2O排放时承担额外的责任。为揭示我国北方奶牛的CH4和N2O排放特征，理解CH4和N2O排放特征与奶牛管理措施间的关系，验证IPCC计算方法对我国的适用性，本研究拟采用田间原位测定和室内测定相结合的方法，详细探讨我国北方奶牛养殖过程中的CH4和N2O的排放特征及与管理措施之间的关系；并将直接测定的排放通量与IPCC排放因子进行比较，以期为建立适合我国国情的排放因子、筛选有效减排措施等奠定坚实的理论基础，也为今后测定其它反刍动物的CH4和N2O的排放、验证IPCC排放因子的适用性等研究提供重要启示。

鉴于我国奶牛业的良种率低、科学饲养管理水平较低和产奶量低等特点，建立反刍甲烷(CH4)和粪尿甲烷与氧化亚氮(N2O)排放清单时，若直接使用IPCC（联合国气候变化委员会）的排放因子可能使我国降低CH4和N2O排放时承担额外的责任。本研究采用了国际上常用的反演式气体扩散技术（bLS），并通过奶牛场原位测定和室内运算相结合的方法，分别于春、夏、秋、冬四个季节，对我国北方生产水平和管理方式不同的高产（集约化养殖场）和中、低产（养殖小区）等四个奶牛场的甲烷和N2O排放观测了实地测定。气体浓度的测定分别采用了开路式激光仪（在线监测）和自动采样系统（野外采集）与气相色谱（室内测定），模型所需的气象条件则采用超声风速仪测定。主要结果如下：.（1）无论在养殖场尺度还是在泌乳牛和青年牛养殖场地，甲烷排放均存在明显的日排放特征，通过与养殖场饲料管理措施相结合，证实甲烷排放高峰的数量和起始时间与每天的日粮上料次数和时间基本一致，甲烷排放高峰的持续时间大约2-4小时。与之相比，养殖场尺度的N2O的排放呈现出单峰排放型，其发生时间主要在白天，因此温度的日变化特征是决定该排放特征的主要因素。.（2）奶牛养殖场的甲烷排放存在明显季节性差异，奶牛于冬季、春季、夏季、秋季的平均排放速率分别为0.28，0.32，0.33和 0.30 kg/head/d。其中春季的甲烷排放通量比冬季大约高 14.3%，夏季和秋季排放速率比冬季排放速率分别高 17.9%和7.1%。.（3）泌乳牛和青年的甲烷和N2O的排放也存在较大的区别，泌乳牛和青年牛甲烷年排放量分别为119-145 kg/head/yr和102 kg/head/yr，其N2O的年排放通量分别为13.4和8.8 kg/head/yr。.（4）不同生产水平的奶牛场之间，其甲烷排放因子的转换系数存在较大的差异。其中在高产牛场，泌乳牛的甲烷能转换系数大约为5.17%-5.30%，而中低产牛场泌乳牛的甲烷能转换系数则为6.7-7.3%。另外，青年的甲烷转换系数约为7.68%。泌乳牛和青年牛N2O-N的损失量分别为6.2 kg/head/yr和4.1 kg/head/yr，分别占摄入饲料氮素的3.9%和7.2%。. （5）中产奶牛场生产1kg牛奶的甲烷排放强度为 32.2-32.65 L/kg，而高产牛场的甲烷排放强度为20 L/kg，仅为均产奶牛