近日，南方科技大学环境科学与工程学院教授郑一课题组在Nature Food发表题为Policy-enabled stabilization of nitrous oxide emissions from livestock production in China over 1978-2022的研究论文。该研究成果为我国农牧业生产、环境保护、温室气体减排等领域的政策制定提供了重要科学依据，也为全球应对气候变化提供了关键数据。
本论文利用2022年县域和1978-2016年省域尺度的社会活动数据，生成了中国畜禽养殖业1978-2022年高时空分辨率（2022年为1km空间精度）N2O排放数据集。基于该数据集，研究了过去40年中国畜禽养殖业（不包括饲料生产等环节）N2O排放的时空变化规律，定量评估了不同社会经济因素对中国畜禽养殖业N2O排放量变化的贡献，并通过成本效益分析探讨了未来中国畜禽养殖业N2O减排技术路径。
研究结果表明，1978至2022年间，中国畜禽养殖业N2O总排放量由67.3 Gg N增长至260.1 Gg N（图1），年均增长率为3.7%；其中，1978-1996年、1996-2006年的年均增长率分别为5.2%和3.6%，2006-2022年则降至1.1%，呈现出明显的趋稳态势。
图1 中国畜禽养殖业N2O排放量的历史变化趋势（1978-2022）
研究进一步发现，人口增长是中国畜禽养殖业N2O排放增加的主要驱动因素，其次是规模化畜禽养殖比例的提高（图2）。在1996-2006年和2007-2022年这两个阶段，政策干预、技术推广等其他因素成为了缓冲N2O排放增加的重要力量，分别抵消了11.6%和15.2%的排放增量，从而导致近年来排放量的趋稳。
图2 1978-1996年、1996-2006年和2006-2022年中国畜禽养殖业N2O排放变化的驱动因素贡献
论文进一步探讨了未来中国畜禽养殖业N2O减排的不同技术路径。研究表明，在全国尺度，畜禽粪便厌氧消化处理（anaerobic digestion）具有最大的社会效益，而低粗蛋白质喂养（low crude protein feed）减排具有最低的经济成本，厌氧消化和堆肥技术相结合（combination of anaerobic digestion and composting）后的减排潜能最大。在不同区域，畜禽养殖户应结合当地环境状况、畜禽粪便运输成本等因素优选适用的减排技术，而政府须提供合理的规划和政策引导。
环境科学与工程学院研究助理教授徐鹏为第一作者，郑一为通讯作者，南科大是论文第一单位。合作者包括美国康奈尔大学教授Benjamin Z. Houlton、北京大学城市与环境学院研究员周丰、中科院遗传所农业资源中心研究员马林、美国科罗拉多州立大学研究员陈安平、南科大环境学院博士生全凤、硕士生胡诗尧等。该成果得到了中科院A类战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-022-00513-y
供稿：环境科学与工程学院
通讯员：晏梓添
主图：丘妍
编辑：陈艺晴
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