中国畜牧业活性氮排放高分辨率清单（2005-2022）：多物种综合评估与气候政策启示

为解决中国畜牧业活性氮(Nr)排放对空气污染和气候变化的影响，四川环境政策规划研究院等团队构建了0.1°高分辨率月度排放清单，涵盖23种畜禽的NH3、NOx和N2O排放。研究首次整合多氮物种排放特征，揭示畜牧业对PM2.5和臭氧形成的关键作用，为碳中和目标下农业氮管理提供数据支撑。

　　

研究背景：氮污染的隐形推手
活性氮(N_r)是影响全球环境变化的“隐形推手”，其排放过量会导致PM_2.5污染加剧、臭氧层破坏和生态系统失衡。中国作为全球最大的畜牧业国家，畜禽粪便贡献了54%的NH₃和显著比例的N₂O排放。然而，现有研究多聚焦单一氮物种，缺乏对NH₃、NO_x和N₂O协同作用的系统评估，且数据分辨率不足，难以支撑精准环境治理。

研究设计与方法
四川环境政策规划研究院联合北京大学等机构，开发了结合TAN（总氨氮）流动与N流动的双路径模型。基于中国畜牧统计年鉴和GLW（全球牲畜分布数据库）的0.1°网格数据，整合23种畜禽的饲养系统（散养/集约化/放牧），引入温度、风速等气象因子动态修正排放系数。关键技术包括：

1. 质量平衡法追踪粪便管理全流程氮损失
2. 蒙特卡洛模拟量化参数不确定性
3. ERA5-land气象数据驱动月度排放分配

主要发现

1. 排放清单特征
   • 2005-2022年平均年排放达5.0 Tg NH₃-N、0.2 Tg NO-N和0.3 Tg N₂O-N
   • 夏季NH₃排放占比28%（温度驱动）
   • 生猪养殖贡献最大波动，2019年非洲猪瘟致排放骤降27.5%

3排放空间分布；(b)月度排放特征；(c)饲养系统转型影响'>

1. 国际对比差异

   • NH₃排放比EDGARv8.1高1.0-2.0 Tg，因纳入有机氮矿化过程
   • NO排放为CEDS的2.5倍，反映农业土壤排放长期低估

2. 政策关联性

   • 集约化饲养比例从2005年17%升至2022年51%，但排放反弹警示需强化末端治理
   • 排放热点与《打赢蓝天保卫战》重点区域高度重合

结论与展望
该研究首次实现中国畜牧业多氮物种排放的高时空分辨率整合，揭示饲养系统转型对减排的双刃剑效应。清单被证明能有效改善大气模型中二次无机气溶胶的模拟精度，其方法论（如TAN-N双路径追踪）为全球农业排放核算提供新范式。未来需结合低蛋白饲料、粪污酸化等技术参数优化清单，服务“双碳”目标下的精准控氮需求。论文发表于《Scientific Data》标志着环境数据共享的重要进展。