【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)碳排放測(cè)算，尤其是涉及一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法。
技術(shù)介紹
1、棉花是我國(guó)最重要的纖維作物。當(dāng)前有必要建立完整的棉花種植碳排放或碳匯測(cè)算方法體系，完整評(píng)估棉花生產(chǎn)碳排放或碳匯，為棉花碳匯開(kāi)發(fā)提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，支撐棉花產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效與高質(zhì)量發(fā)展。
2、進(jìn)而，申請(qǐng)?zhí)枮閏n117669899a，公開(kāi)了一種農(nóng)業(yè)碳排放減排潛力分析系統(tǒng)，包括：獲取研究區(qū)域?qū)?yīng)的基準(zhǔn)年基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并基于所述基準(zhǔn)年基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定所述研究區(qū)域在基準(zhǔn)年對(duì)應(yīng)的農(nóng)業(yè)碳排放量、農(nóng)業(yè)固碳量和凈農(nóng)業(yè)碳排放量；基于所述研究區(qū)域?qū)?yīng)的預(yù)設(shè)減排策略,從預(yù)先配置的多個(gè)備選減排情景中,確定目標(biāo)減排情景和所述目標(biāo)減排情景對(duì)應(yīng)的減排比例；基于所述基準(zhǔn)年對(duì)應(yīng)的凈農(nóng)業(yè)碳排放量和所述減排比例,對(duì)所述研究區(qū)域進(jìn)行碳排放減排潛力分析。如果否,則對(duì)所述減排比例進(jìn)行調(diào)整,以基于調(diào)整后的所述減排比例確定所述目標(biāo)減排情景對(duì)應(yīng)的減排策略優(yōu)化建議。
3、本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問(wèn)題：
4、1、現(xiàn)有技術(shù)僅提供了農(nóng)業(yè)碳排放籠統(tǒng)的分析框架，未能充分考慮不同作物生產(chǎn)系統(tǒng)的特異性，特別是針對(duì)棉花這一作物進(jìn)行精確測(cè)算，而這種籠統(tǒng)的農(nóng)業(yè)碳排放分析方法難以精準(zhǔn)測(cè)算棉花種植的實(shí)際碳排放和碳匯水平。
5、2、不同地區(qū)溫室氣體排放因子存在顯著差異現(xiàn)，例如長(zhǎng)江中下游地區(qū)棉田n2o排放要高于西北內(nèi)陸棉區(qū)和黃河流域。然而，現(xiàn)有技術(shù)往往采用單一的排放因子進(jìn)行計(jì)算，忽略區(qū)域間的差異性，導(dǎo)致碳排放量的計(jì)算結(jié)果不夠精準(zhǔn)。
6、3、現(xiàn)有技術(shù)在評(píng)估農(nóng)業(yè)碳匯時(shí)主
7、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)缺乏對(duì)棉花種植全生命周期碳排放或碳匯的完整、全面、精準(zhǔn)的測(cè)算方法。
8、有鑒于此，特提出本專利技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法。本專利技術(shù)提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見(jiàn)下文闡述。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了以下技術(shù)方案：包括如下步驟：
3、s1：核算棉田上游碳排放總量；
4、s2：核算棉田土壤溫室氣體直接排放量；
5、s3：核算棉田土壤溫室氣體間接排放量；
6、s4：核算棉田土壤的碳匯量；
7、s5：核算棉花副產(chǎn)品的碳匯量；
8、s6：核算棉花主產(chǎn)品的碳匯量；
9、s7：基于所述s1、所述s2、所述s3、所述s4、所述s5和所述s6的計(jì)算結(jié)果，得到棉花種植全生命周期的碳匯量或碳排放量，以評(píng)估其碳匯水平。
10、優(yōu)選地，所述s1中，核算棉花播種到收獲整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)資料投入的生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體對(duì)應(yīng)的碳排放總量，具體計(jì)算公式如下：
11、
12、其中，ghgsnw、ghgsyel和ghgsyan分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)棉田生產(chǎn)的上游碳排放總量(kg?co2eq·hm-2)，ampq為第p個(gè)農(nóng)戶農(nóng)資q的投入量(kg·hm-2)，ecjnw、ecjyel和ecjyan分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)農(nóng)資投入碳排放因子。
13、優(yōu)選地，所述s2中，核算因含氮肥料投入導(dǎo)致的n2o直接碳排放量，具體計(jì)算公式如下：
14、
15、其中，ghgdirenw、ghgdireyel和ghgdireyan分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)因含氮肥料投入造成n2o直接排放的碳排放量(kg?co2eq·hm-2)，ii為棉田生產(chǎn)的第i種含氮肥料投入量(kg?n·hm-2)，δinw、δiyel和δiyan分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)第i種含氮肥料的n2o排放系數(shù)，44/28為n2o與其中的n原子比值，273為n2o在100年尺度上的相對(duì)全球變暖潛力(gwp)。
16、優(yōu)選地，所述s3中，核算nh3揮發(fā)和硝酸鹽淋失轉(zhuǎn)化為溫室氣體的間接排放量，具體計(jì)算公式如下：
17、
18、其中，為因含氮肥料投入造成n2o間接排放碳排放量(kg?co2eq·hm-2)，nh3dire和分別是nh3揮發(fā)損失量及硝態(tài)氮浸出量(kg·hm-2)，qnfi為棉田施氮量(kgn·hm-2)，分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)nh3揮發(fā)系數(shù)，γnw、γyel和γyan分別為西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及長(zhǎng)江流域棉區(qū)硝酸鹽淋失系數(shù)。
19、優(yōu)選地，所述s4中，基于土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化，核算所述棉田土壤的固碳量，具體計(jì)算公式如下：
20、
21、其中，dsoc和dt為0cm-20cm土壤soc變化量(kg?c·yr-1)與間隔年份，
22、γ為土壤容重(kg·m-3)，20和10分別是耕地表土深度和面積換算系數(shù)；44/12代表c轉(zhuǎn)化為co2eq的轉(zhuǎn)化系數(shù)。
23、優(yōu)選地，所述s5中，所述棉花副產(chǎn)品包括棉田秸稈，考慮所述棉田秸稈的五種不同利用途徑及其固碳能力，核算所述棉田秸稈的固碳量，具體計(jì)算公式如下：
24、
25、其中，csastraw為棉田秸稈固碳量(kg?c·ha-1)，b為棉田秸稈干物質(zhì)量(kg·ha-1)，ccstraw為棉田秸稈碳含量(g·kg-1)，不同棉區(qū)棉田秸稈碳含量不同；pi為秸稈5種不同利用途徑比例，包括肥料化，飼料化，基料化，燃料化和原料化；44/12代表c轉(zhuǎn)化為co2eq的轉(zhuǎn)化系數(shù)。
26、優(yōu)選地，所述s6中，所述棉花主產(chǎn)品包括棉纖維，核算所述棉纖維的固碳量，具體計(jì)算公式如下：
27、
28、其中，csafiber為棉纖維固碳量(kg?c·ha-1)，lint為棉田衣分(％)，cc為棉纖維碳含量(g·kg-1)，0.95和44/12代表轉(zhuǎn)化系數(shù)。
29、優(yōu)選地，所述s7中，綜合上述各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，計(jì)算棉花種植全生命周期的碳匯量或碳排放量cslcotton，具體計(jì)算公式如下：
30、得出棉花種植全生命周期的碳匯量或碳排放量，以評(píng)估其碳匯水平，其中，正值表示全生命周期為碳匯，負(fù)值表示全生命周期為碳源。
31、本專利技術(shù)優(yōu)選技術(shù)方案至少還可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：
32、本專利技術(shù)有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)碳排放分析框架較為籠統(tǒng)且采用單一的排放因子計(jì)算，難以精準(zhǔn)反映棉花種植全生命周期的碳匯水平，評(píng)估范圍不完整的技術(shù)問(wèn)題。本專利技術(shù)提供了一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，包括如下步驟：s1：核算棉田上游碳排放總量；s2：核算棉田土壤溫室氣體直接排放量；s3：核算棉田土壤溫室氣體間接排放量；s4：核算棉田土壤的碳匯量；s5：核算棉花副產(chǎn)品的碳匯量；s6：核算棉花主產(chǎn)品的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S1中，核算棉花播種到收獲整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)資料投入的生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體對(duì)應(yīng)的碳排放總量，具體計(jì)算公式如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S2中，核算因含氮肥料投入導(dǎo)致的N2O直接碳排放量，具體計(jì)算公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S3中，核算NH3揮發(fā)和硝酸鹽淋失轉(zhuǎn)化為溫室氣體的間接排放量，具體計(jì)算公式如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S4中，基于土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化，核算所述棉田土壤的固碳量，具體計(jì)算公式如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S5中，所述棉花副產(chǎn)品包括棉田秸稈，考慮所述棉田秸稈的五種不同利用途徑及其固碳能力，核算所述棉田秸稈的固碳量，具體計(jì)算公式如
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S6中，所述棉花主產(chǎn)品包括棉纖維，核算所述棉纖維的固碳量，具體計(jì)算公式如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述S7中，綜合上述各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，計(jì)算棉花種植全生命周期的碳匯量或碳排放量CSLcotton，具體計(jì)算公式如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述s1中，核算棉花播種到收獲整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)資料投入的生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體對(duì)應(yīng)的碳排放總量，具體計(jì)算公式如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述s2中，核算因含氮肥料投入導(dǎo)致的n2o直接碳排放量，具體計(jì)算公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算方法，其特征在于，所述s3中，核算nh3揮發(fā)和硝酸鹽淋失轉(zhuǎn)化為溫室氣體的間接排放量，具體計(jì)算公式如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種棉花種植全生命周期碳匯測(cè)算...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王占彪，黃偉斌，張正貴，李鵬程，潘占磊，孫桂蘭，王劍，李軍宏，張要朋，趙文琪，翟夢(mèng)華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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