水稻碳足跡評價(jià)技術(shù)指南

3水稻碳足跡評價(jià)技術(shù)指南本文件規(guī)定了水稻碳足跡評價(jià)技術(shù)指南的相關(guān)術(shù)語和定義、核算邊界、內(nèi)容和流程、評價(jià)方法、數(shù)據(jù)質(zhì)量保證與控制等要求。本文件適用于我國主要稻作區(qū)水稻生產(chǎn)的碳足跡評價(jià)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T32150工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則NY/T395農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T32150界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1水稻碳足跡carbonfootprint水稻碳足跡是指生產(chǎn)過程中單位稻谷產(chǎn)量的凈溫室氣體排放量，包括生產(chǎn)過程的排放、稻田土壤固碳和農(nóng)資生產(chǎn)的排放。3.2核算主體accountingentity水稻生產(chǎn)的企業(yè)、合作社、家庭農(nóng)場等視同法人的獨(dú)立核算單位。3.3核算邊界accountingboundary與水稻生產(chǎn)相關(guān)的溫室氣體排放的范圍。3.4核算期accountingperiod水稻生產(chǎn)溫室氣體排放量核算對應(yīng)的時(shí)間段。3.5溫室氣體greenhousegas大氣層中自然存在的和由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的能夠吸收和散發(fā)由地球表面、大氣層和云層所產(chǎn)生的、波長在紅外光譜內(nèi)的輻射的氣態(tài)成分。[來源：GB/T32150—2015，3.1，有修改]注：本文件涉及的溫室氣體包含二氧化碳(C3.6直接排放directemissions包括水稻生產(chǎn)中稻田甲烷、氧化亞氮、燃料消耗的二氧化碳排放，以及稻田土壤碳儲(chǔ)4量變化。3.7間接排放indirectemissions包括水稻生產(chǎn)中施用氮肥造成的氧化亞氮間接排放、投入的農(nóng)資其生產(chǎn)所造成的間接排放。3.8凈溫室氣體排放量netgreenhousegasemission水稻生產(chǎn)過程中甲烷、氧化亞氮、二氧化碳排放之和扣除土壤碳儲(chǔ)量的變化。3.9活動(dòng)數(shù)據(jù)activitydata導(dǎo)致水稻生產(chǎn)過程中溫室氣體排放和稻田土壤碳儲(chǔ)量變化的生產(chǎn)活動(dòng)量的表征值。3.10土壤碳儲(chǔ)量soilcarbonstock指稻田30cm耕層中土壤有機(jī)碳的總量。3.11稻田氧化亞氮(N2O)排放N2Oemissionsfrompaddyfield包括因施用含氮的有機(jī)肥、化肥和秸稈還田等導(dǎo)致的N2O直接排放，以及施肥所引起的氣態(tài)氮和氮淋溶及流失導(dǎo)致的N2O間接排放。3.12稻田甲烷(CH4)排放CH4emissionsfrompaddyfield包括水稻生長季和休閑季的甲烷排放。3.13燃料消耗的二氧化碳(CO2)排放CO2emissionsrelatedtoenergyconsumption水稻生產(chǎn)過程中使用機(jī)械設(shè)備(例如灌排、耕整地、收獲、烘干等設(shè)備)所消耗的燃油、煤、天然氣等燃料燃燒排放的CO2。3.14農(nóng)資生產(chǎn)的二氧化碳(CO2)排放CO2emissionsrelatedtotheproductionofagriculturalinputs農(nóng)資(例如種子、肥料、病蟲害防治劑、薄膜、電、燃料等)生產(chǎn)導(dǎo)致的CO2排放。3.15排放因子emissionfactor表征單位人為活動(dòng)(例如每千克氮肥施用量、每千克柴油)的溫室氣體排放量。3.16全球變暖潛勢globalwarmingpotentialGWP將單位質(zhì)量的某種溫室氣體在給定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的影響與等量二氧化碳溫室效應(yīng)的影響相關(guān)聯(lián)的系數(shù)。[來源：GB/T32150—2015，3.15]3.17二氧化碳當(dāng)量carbondioxideequivalentCO2e在溫室效應(yīng)上與某種溫室氣體質(zhì)量相當(dāng)?shù)亩趸嫉牧俊?[來源：GB/T32150—2015，3.16]4核算邊界、內(nèi)容與流程4.1核算邊界水稻生產(chǎn)相關(guān)的直接排放和間接排放。直接排放包括水稻生產(chǎn)中稻田甲烷、氧化亞氮、燃料消耗的二氧化碳排放，以及稻田土壤碳儲(chǔ)量變化；間接排放包括水稻生產(chǎn)中施用氮肥造成的氧化亞氮間接排放、投入的農(nóng)資其生產(chǎn)所造成的間接排放。4.2評價(jià)指標(biāo)單位稻谷產(chǎn)量的凈溫室氣體排放量，以CO2當(dāng)量為計(jì)量單位，kgCO2ekg-1。4.3數(shù)據(jù)和參數(shù)包括稻田面積、稻谷產(chǎn)量、田間管理(土壤耕作、播種、施肥、灌溉、病蟲草害防治、收獲、秸稈還田等)、農(nóng)機(jī)作業(yè)及烘干等消耗的能源種類及用量、農(nóng)資投入(例如種子、肥料、病蟲害防治劑、薄膜等)種類及用量，按附錄A中A.1的規(guī)定實(shí)施。4.4核算期4.4.1對一年只種水稻的稻田(例如雙季稻、東北一季稻)，以自然年度為核算期。核算期內(nèi)在稻田上開展的所有與水稻生產(chǎn)相關(guān)的溫室氣體排放，都計(jì)入水稻溫室氣體排放中。4.4.2對一年既種水稻又種其它作物的稻田，以目標(biāo)水稻生長期為核算期。年度稻田休閑期內(nèi)的溫室氣體排放，按照該年度稻田上生長的各種農(nóng)作物的生長期長短進(jìn)行分配，計(jì)入水稻溫室氣體排放中。4.4.3土壤碳儲(chǔ)量變化以年度為核算期。若需要，可將年度碳儲(chǔ)量變化量按不同種類或不同熟期農(nóng)作物的生長期長短進(jìn)行分配。4.5核算流程4.5.1識別水稻生產(chǎn)情景，確定核算主體的稻田范圍及類型。4.5.2明確水稻碳足跡核算邊界，識別溫室氣體排放源和類型。4.5.3針對碳足跡各組分，選擇評價(jià)方法(實(shí)測或排放因子估算)。4.5.4制定評價(jià)方案。4.5.5開展田間實(shí)測，獲取活動(dòng)數(shù)據(jù)，選擇和確定排放因子。4.5.6核算水稻碳足跡(即單位稻谷產(chǎn)量的凈溫室氣體排放量)。4.5.7質(zhì)量保證。4.5.8撰寫報(bào)告。5評價(jià)方法5.1概述應(yīng)選擇能夠得出可監(jiān)測、可報(bào)告、可核查的評價(jià)方法，包括實(shí)測法和排放因子估算法：65.1.1實(shí)測法：通過安裝監(jiān)測儀器、設(shè)備，并采用相關(guān)技術(shù)文件中所要求的方法測量稻田排放到大氣中的溫室氣體，以及土壤碳儲(chǔ)量的變化。5.1.2排放因子估算法：通過活動(dòng)數(shù)據(jù)與溫室氣體排放因子進(jìn)行估算。5.2水稻碳足跡計(jì)算(1)(1)式中：FGHGs：水稻碳足跡，單位為千克二氧化碳當(dāng)量每千克稻谷(kgCO2ekg-1)；ECH4：稻田甲烷排放量，單位為千克甲烷每公頃(kgCH4ha-1)；EN20：稻田氧化亞氮直接排放量，單位為千克氧化亞氮每公頃(kgN2Oha-1)；EN20_沉降：稻田施肥氣態(tài)氮損失造成的氧化亞氮間接排放量，單位為千克氧化亞氮每公頃(kgN2Oha-1)；EN20_淋溶及流失：稻田施肥氮淋溶及流失造成的氧化亞氮間接排放量，單位為千克氧化亞氮每公頃(kgN2Oha-1)；GWPCH4：CH4相對于CO2的全球增溫潛勢，數(shù)值參考《中華人民共和國氣候變化第四次國家信息通報(bào)》和《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報(bào)告》為21；GWPN20：N2O相對于CO2的全球增溫潛勢，數(shù)值參考《中華人民共和國氣候變化第四次國家信息通報(bào)》和《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報(bào)告》為310；S0CSR：水稻種植引起的土壤碳儲(chǔ)量變化量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)；EC02_燃料：農(nóng)機(jī)作業(yè)和烘干等燃料燃燒排放的CO2，單位為千克二氧化碳當(dāng)量每公頃(kgCO2eha-1)；EC02_農(nóng)資：農(nóng)資生產(chǎn)排放的CO2，單位為千克二氧化碳當(dāng)量每公頃(kgCO2eha-1)；Y：水稻產(chǎn)量，單位為千克稻谷每公頃(kgha-1)，參照附錄中表A.1測定。5.2.1稻田甲烷排放稻田甲烷排放ECH4的量化包括實(shí)測法和排放因子估算法，且實(shí)測法優(yōu)先于估算法。實(shí)測法采用靜態(tài)箱-氣相色譜監(jiān)測法監(jiān)測稻田甲烷排放(參照NY/T4300氣候智慧型農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)固碳減排監(jiān)測與核算規(guī)范，見表A.1)。估算法采用排放因子法，按公式(2)計(jì)算：(2)4(2)式中：EFCH4：稻田的甲烷排放因子，單位為千克甲烷每公頃(kgCH4ha-1)。EFCH4選擇優(yōu)先序?yàn)椋篴)《省級溫室氣體清單編制指南》(試行)推薦值(見附錄表B.1)b)《2019Refinementtothe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories》推薦的方法計(jì)算排放因子[見公式(3)]。7式中：EFc：連續(xù)淹灌、不施有機(jī)肥情景下的甲烷排放因子，針對我國推薦的默認(rèn)值為1.32kgCH4ha-1d-1；SFw：水稻生育期內(nèi)不同田間水分條件下的甲烷排放因子的調(diào)整因子，推薦值見附錄SFp：水稻移栽之前不同田間水分條件下的甲烷排放因子的調(diào)整因子，推薦值見附錄SFo：稻田有機(jī)添加物施用條件下的甲烷排放因子的調(diào)整因子，按公式(4)計(jì)算；days：水稻生育期天數(shù)(d)。式中：RoAi：有機(jī)添加物類型i的施用量，單位為噸每公頃(tha-1)，秸稈為干重，其他有機(jī)添加物為鮮重；cFoRi：有機(jī)添加物i的轉(zhuǎn)化因子，推薦值見附錄中表B.2。5.2.2稻田氧化亞氮直接排放稻田氧化亞氮直接排放EN2o的量化包括實(shí)測法和排放因子估算法，且實(shí)測法優(yōu)先于估算法。實(shí)測法采用靜態(tài)箱-氣相色譜監(jiān)測法監(jiān)測稻田氧化亞氮直接排放(參照NY/T4300氣候智慧型農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)固碳減排監(jiān)測與核算規(guī)范，見表A.1)。估算法按公式(5)計(jì)算：式中：FN：稻田氮肥施用總量，包含化肥、有機(jī)肥和秸稈殘茬等，單位為千克氮每公頃(kgNha-1)；EFFR：氧化亞氮的排放因子，單位為kgN2O-N(kgN)-1，參考《2019Refinementtothe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories》推薦的數(shù)值(見附錄B.3)：N2O-N轉(zhuǎn)化成N2O的系數(shù)。5.2.3稻田土壤碳儲(chǔ)量變化宜當(dāng)?shù)咎锕芾沓掷m(xù)采用同一種種植模式和措施達(dá)3年及以上時(shí)才將土壤碳儲(chǔ)量變化計(jì)入稻田碳足跡核算。土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量監(jiān)測方法參照NY/T4300氣候智慧型農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)固碳減排監(jiān)測與核算規(guī)范。(6)i：對應(yīng)監(jiān)測時(shí)期，為T或0；(6)i：對應(yīng)監(jiān)測時(shí)期，為T或0；8SOCCi：土壤有機(jī)碳含量，單位為克碳每百克土壤(gC/100g土壤)，按照NY/T395規(guī)定的方法進(jìn)行測定(見附錄中表A.1)；BDi：土壤容重，單位為克每立方厘米(gcm-3)，按照NY/T395規(guī)定的方法進(jìn)行測定(見附錄中表A.1)；Fi：土層直徑大于2mm石礫、根系和其他死殘?bào)w體積百分含量的數(shù)值，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；Dept?：耕層土壤厚度，通常為30cm。如果耕層土壤厚度不足30cm，則以實(shí)際厚度為準(zhǔn)；1000：單位轉(zhuǎn)化系數(shù)。(7)水稻(7)計(jì)算：(7)SOCST：監(jiān)測結(jié)束時(shí)土壤碳儲(chǔ)量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)，按公式(6)計(jì)算；SOCS0：監(jiān)測前土壤碳儲(chǔ)量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)，按公式(6)計(jì)算；T：監(jiān)測前與監(jiān)測結(jié)束的時(shí)間跨度，單位為年(yr，大于等于3年)；CSF：水稻種植模式對應(yīng)的矯正因子，矯正目標(biāo)水稻生產(chǎn)對土壤碳儲(chǔ)量變化的貢獻(xiàn)。年只種水稻的稻田(例如雙季稻、東北一季稻)，則CSF=1；若一年既種水稻又種其它作物的稻田，則CSF=水稻種植天數(shù)/(水稻種植天數(shù)+其它5.2.4稻田氧化亞氮的間接排放稻田施肥氣態(tài)氮造成的氧化亞氮間接排放EN2O_沉降按公式(8)計(jì)算：沉降式中：FSN：化肥氮用量，單位為千克氮每公頃(kgNha-1)；FON：有機(jī)肥(例如，動(dòng)物糞肥、堆肥、污水污泥和其他有機(jī)物料)中含有的氮含量，單位為千克氮每公頃(kgNha-1)；FRACGASF：施用化肥中含有的氮，以NH3和NOx形式揮發(fā)的比例，數(shù)值參見附錄B.4；FRACGASM：施用有機(jī)肥中含有的氮，以NH3和NOx形式揮發(fā)的比例，數(shù)值參見附錄B.4；EF沉降：施用肥料中含有的氣態(tài)氮損失到大氣中，再沉積到土壤和水面引起的N2O間接排放的排放因子，kgN2O-NkgN-1：N2O-N轉(zhuǎn)化成N2O的系數(shù)。(9)稻田氮淋溶及流失引起的氧化亞氮間接排放EN2O淋溶及流失按公式(9)計(jì)算：(9)淋溶及流失×EF淋溶及流失×9F0N：化肥氮用量，單位為千克氮每公頃(kgNha-1)；：有機(jī)肥(例如，動(dòng)物糞肥、堆肥、污水污泥、秸稈和其他有機(jī)物料)中含有的氮含量，單位為千克氮每公頃(kgNha-1)；FRAc淋溶及流失：施用肥料中通過淋溶和流失的氮損失比例，數(shù)值參見附錄B.4；EF淋溶及流失：施用肥料中的氮素通過淋溶和流失后以氧化亞氮排放的比例，單位為kgN2O-NkgN-1，系數(shù)參見附錄B.4；：N2O-N轉(zhuǎn)化成N2O的系數(shù)。5.2.5燃料消耗的二氧化碳排放水稻生產(chǎn)所消耗的燃料（含固體、液體、氣體）燃燒的二氧化碳排放量Ec02_燃料按公式(10)計(jì)算：式中：i：燃料類型，包含原煤、煙煤、汽油、柴油、煤油、液化天然氣、液化石油氣；cosi：燃料類型i對應(yīng)的消耗量，固體或液體燃料單位為kgha-1，氣體燃料單位為m3ha-1；NcV燃料_i：燃料類型i的平均低位發(fā)熱量，固體或液體燃料單位為GJkg-1，氣體燃料單位為GJm-3，數(shù)值參見附錄B.5；cc燃料_i： 燃料類型i的單位熱值含碳量，單位為kgCGJ-1，數(shù)值參見附錄B.5；燃料類型i的碳氧化率，以%表示，無量綱；C轉(zhuǎn)化成CO2的系數(shù)。5.2.6農(nóng)資生產(chǎn)的二氧化碳排放水稻生產(chǎn)投入的農(nóng)資(例如種子、肥料、農(nóng)藥、秧盤、薄膜、電、燃料等)生產(chǎn)的二氧化碳排放量Ec02_農(nóng)資按公式(11)計(jì)算：pes式中：cossed：種子消耗量，單位為kgha-1；EFsed：種子生產(chǎn)的排放因子，水稻為1.49kgCO2ekg-1[數(shù)據(jù)來源：Ecoinvent3.8]；cosfeT：化肥投入量，單位為kgN/P2O5/K2Oha-1；EFfeT：化肥生產(chǎn)的排放因子，氮肥為1.78kgCO2ekg-1N、磷肥為1.5kgCO2ekg-1P2O5、K肥為0.58kgCO2ekg-1K2O、復(fù)合肥為1.61kgCO2ekg-1[數(shù)據(jù)來源：CLCD-China0.8]；Cospes：農(nóng)藥(包括除草劑)投入量，單位為kgha-1；EFpes：農(nóng)藥生產(chǎn)的排放因子，殺蟲劑16.61kgCO2ekg-1、殺菌劑10.57kgCO2ekg-1、除草劑10.15kgCO2ekg-1[數(shù)據(jù)來源：Ecoinvent3.8]；Cospla：薄膜、秧盤等塑料制品投入量，單位為kgha-1；EFpla：薄膜、秧盤等塑料制品生產(chǎn)的排放因子，3.13kgCO2ekg-1[數(shù)據(jù)來源：Ecoinvent3.8]。i：能源類型，包含原煤、煙煤、汽油、柴油、煤油、液化天然氣、液化石油氣、天然氣或電力；coseng_i：能源類型i對應(yīng)的消耗量，對固體或液體燃料單位為kgha-1，對氣體燃料單位為m3ha-1，對電力單位為kwhha-1；EFeng_i：能源類型i生產(chǎn)相關(guān)的排放因子，單位為kgCO2ekg-1、kgCO2em-3或kgCO2ekwh-1，數(shù)值參見附錄B.5[數(shù)據(jù)來源：CLCD-China0.8]。5.3數(shù)據(jù)的獲取5.3.1制定數(shù)據(jù)獲取的技術(shù)步驟和細(xì)則。5.3.2對從事數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)分析的相關(guān)責(zé)任人員進(jìn)行培訓(xùn)。5.3.3詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)獲取工作的過程，保留并歸檔原始記錄、修正記錄、驗(yàn)證記錄。6數(shù)據(jù)質(zhì)量保證和控制6.1數(shù)據(jù)錄入與分析6.1.1按監(jiān)測與估算流程依次進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，并由獨(dú)立專家組進(jìn)行復(fù)核，確保錄入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。6.1.2對定期收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉檢驗(yàn)，對可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別，并提出相應(yīng)的解決方案。6.1.3進(jìn)行不確定性評估。6.2數(shù)據(jù)歸檔6.2.1所有紙質(zhì)版與電子版數(shù)據(jù)及圖件應(yīng)存檔并保留備份件。6.2.2評價(jià)報(bào)告應(yīng)歸檔并保留備份件。7評價(jià)報(bào)告內(nèi)容根據(jù)水稻碳足跡評價(jià)和報(bào)告的目的與要求，確定報(bào)告的具體內(nèi)容。至少應(yīng)包括基本情況、碳足跡量及相關(guān)指標(biāo)、活動(dòng)數(shù)據(jù)取值及來源、溫室氣體排放因子取值及來源這四部分內(nèi)容，參見附錄C。(規(guī)范性)需監(jiān)測和獲取的活動(dòng)數(shù)據(jù)及相關(guān)要求A.1監(jiān)測數(shù)據(jù)和參數(shù)A.1.1記錄水稻種植面積(ha)、種植模式、播種量(kgha-1)、稻谷產(chǎn)量(kgha-1)、播種或移栽時(shí)間(年/月/日)、收獲時(shí)間(年/月/日)、生育期天數(shù)(d)。若為一年多熟制，記錄其它作物的生育期天數(shù)(d)。A.1.2記錄施肥時(shí)間(年/月/日)、肥料類型(化肥、有機(jī)肥、復(fù)合肥)、施肥方式、單位面積肥料施用量(kgha-1)及折純量(kgNha-1，kgP2O5ha-1，kgK2Oha-1)。A.1.3記錄灌溉時(shí)間(年/月/日)及次數(shù)、排水時(shí)間(年/月/日)及次數(shù)，還應(yīng)記錄稻田水分狀態(tài)(例如“落干/濕潤/淹水”)及其稻田水分狀態(tài)變化的日期(年/月/日)。A.1.4記錄秸稈還田時(shí)間(年/月/日)、單位面積還田量(kgha-1)、秸稈中氮含量(kgNkg-1)；有機(jī)物料投入時(shí)間(年/月/日)、有機(jī)物料投入類型(例如綠肥、餅肥、生物炭等)、單位有機(jī)物料投入量(kgha-1)、有機(jī)物料氮含量(kgNkg-1)。A.1.5記錄病蟲草害防治措施的時(shí)間(年/月/日)、方法(人工、機(jī)械)和農(nóng)藥類型及用量(Lha-)。A.1.6記錄農(nóng)機(jī)使用時(shí)間(年/月/日)、機(jī)具類型(播種、收獲、耕作、施肥、灌溉、噴藥、烘干等)、能源類型(原煤、煙煤、汽油、柴油、煤油、液化天然氣、液化石油氣和電力)及其消耗量(kgha-1或kW·hha-1)。A.1.7監(jiān)測土壤性狀(耕層土壤深度30cm)，包括容重、有機(jī)碳含量等。A.1.8監(jiān)測田間溫室氣體排放量(N2O和CH4)。主要監(jiān)測數(shù)據(jù)和方法參見表A.1。表A.1主要監(jiān)測數(shù)據(jù)和方法1量每周至少觀測2次，2每周至少觀測2次，3在起始年監(jiān)測一土壤有機(jī)碳含量（參照NY/T4在起始年監(jiān)測一5Y樣方為1m2，至少測5個(gè)樣方(資料性)B.1我國各區(qū)域不同稻田類型CH4排放因子表B.1我國各區(qū)域不同稻田類型CH4排放因子單位為千克甲烷每公頃------------2華東：上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、B.2稻田甲烷排放估算調(diào)整因子見表B.2。表B.2稻田甲烷排放估算調(diào)整因子移栽前非淹灌時(shí)間<180天移栽前非淹灌時(shí)間>180天移栽前淹灌時(shí)間>30天移栽前非淹灌時(shí)間>356天注：數(shù)據(jù)來源于《2019Refinementtothe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInvenB.3稻田氧化亞氮直接排放因子