水稻碳足跡評價技術指南

3水稻碳足跡評價技術指南本文件規(guī)定了水稻碳足跡評價技術指南的相關術語和定義、核算邊界、內(nèi)容和流程、評價方法、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。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告通則NY/T395農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術規(guī)范3術語和定義GB/T32150界定的以及下列術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)場等視同法人的獨立核算單位。3.3核算邊界accountingboundary與水稻生產(chǎn)相關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的時間段。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量的變化。3.9活動數(shù)據(jù)activitydata導致水稻生產(chǎn)過程中溫室氣體排放和稻田土壤碳儲量變化的生產(chǎn)活動量的表征值。3.10土壤碳儲量soilcarbonstock指稻田30cm耕層中土壤有機碳的總量。3.11稻田氧化亞氮(N2O)排放N2Oemissionsfrompaddyfield包括因施用含氮的有機肥、化肥和秸稈還田等導致的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)過程中使用機械設備(例如灌排、耕整地、收獲、烘干等設備)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)導致的CO2排放。3.15排放因子emissionfactor表征單位人為活動(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間段內(nèi)產(chǎn)生的溫室效應的影響與等量二氧化碳溫室效應的影響相關聯(lián)的系數(shù)。[來源：GB/T32150—2015，3.15]3.17二氧化碳當量carbondioxideequivalentCO2e在溫室效應上與某種溫室氣體質(zhì)量相當?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評價指標單位稻谷產(chǎn)量的凈溫室氣體排放量，以CO2當量為計量單位，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)相關的溫室氣體排放，都計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行分配，計入水稻溫室氣體排放中。4.4.3土壤碳儲量變化以年度為核算期。若需要，可將年度碳儲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，選擇評價方法(實測或排放因子估算)。4.5.4制定評價方案。4.5.5開展田間實測，獲取活動數(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撰寫報告。5評價方法5.1概述應選擇能夠得出可監(jiān)測、可報告、可核查的評價方法，包括實測法和排放因子估算法：65.1.1實測法：通過安裝監(jiān)測儀器、設備，并采用相關技術文件中所要求的方法測量稻田排放到大氣中的溫室氣體，以及土壤碳儲量的變化。5.1.2排放因子估算法：通過活動數(shù)據(jù)與溫室氣體排放因子進行估算。5.2水稻碳足跡計算(1)(1)式中：FGHGs：水稻碳足跡，單位為千克二氧化碳當量每千克稻谷(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》和《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報告》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》和《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報告》為310；S0CSR：水稻種植引起的土壤碳儲量變化量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)；EC02_燃料：農(nóng)機作業(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的量化包括實測法和排放因子估算法，且實測法優(yōu)先于估算法。實測法采用靜態(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)先序為：a)《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》推薦的方法計算排放因子[見公式(3)]。7式中：EFc：連續(xù)淹灌、不施有機肥情景下的甲烷排放因子，針對我國推薦的默認值為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)計算；days：水稻生育期天數(shù)(d)。式中：RoAi：有機添加物類型i的施用量，單位為噸每公頃(tha-1)，秸稈為干重，其他有機添加物為鮮重；cFoRi：有機添加物i的轉化因子，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的量化包括實測法和排放因子估算法，且實測法優(yōu)先于估算法。實測法采用靜態(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)計算：式中：FN：稻田氮肥施用總量，包含化肥、有機肥和秸稈殘茬等，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轉化成N2O的系數(shù)。5.2.3稻田土壤碳儲量變化宜當?shù)咎锕芾沓掷m(xù)采用同一種種植模式和措施達3年及以上時才將土壤碳儲量變化計入稻田碳足跡核算。土壤有機碳儲量監(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：對應監(jiān)測時期，為T或0；(6)i：對應監(jiān)測時期，為T或0；8SOCCi：土壤有機碳含量，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、根系和其他死殘體體積百分含量的數(shù)值，單位為百分數(shù)(%)；Dept?：耕層土壤厚度，通常為30cm。如果耕層土壤厚度不足30cm，則以實際厚度為準；1000：單位轉化系數(shù)。(7)水稻(7)計算：(7)SOCST：監(jiān)測結束時土壤碳儲量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)，按公式(6)計算；SOCS0：監(jiān)測前土壤碳儲量，單位為千克碳每公頃(kgCha-1)，按公式(6)計算；T：監(jiān)測前與監(jiān)測結束的時間跨度，單位為年(yr，大于等于3年)；CSF：水稻種植模式對應的矯正因子，矯正目標水稻生產(chǎn)對土壤碳儲量變化的貢獻。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：有機肥(例如，動物糞肥、堆肥、污水污泥和其他有機物料)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)；：有機肥(例如，動物糞肥、堆肥、污水污泥、秸稈和其他有機物料)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)獲取的技術步驟和細則。5.3.2對從事數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)分析的相關責任人員進行培訓。5.3.3詳細記錄數(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行數(shù)據(jù)錄入，并由獨立專家組進行復核，確保錄入數(shù)據(jù)的準確性和一致性。6.1.2對定期收集的數(shù)據(jù)進行交叉檢驗，對可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差風險進行識別，并提出相應的解決方案。6.1.3進行不確定性評估。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)及圖件應存檔并保留備份件。6.2.2評價報告應歸檔并保留備份件。7評價報告內(nèi)容根據(jù)水稻碳足跡評價和報告的目的與要求，確定報告的具體內(nèi)容。至少應包括基本情況、碳足跡量及相關指標、活動數(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)測和獲取的活動數(shù)據(jù)及相關要求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)、播種或移栽時間(年/月/日)、收獲時間(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記錄施肥時間(年/月/日)、肥料類型(化肥、有機肥、復合肥)、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記錄灌溉時間(年/月/日)及次數(shù)、排水時間(年/月/日)及次數(shù)，還應記錄稻田水分狀態(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記錄秸稈還田時間(年/月/日)、單位面積還田量(kgha-1)、秸稈中氮含量(kgNkg-1)；有機物料投入時間(年/月/日)、有機物料投入類型(例如綠肥、餅肥、生物炭等)、單位有機物料投入量(kgha-1)、有機物料氮含量(kgNkg-1)。A.1.5記錄病蟲草害防治措施的時間(年/月/日)、方法(人工、機械)和農(nóng)藥類型及用量(Lha-)。A.1.6記錄農(nóng)機使用時間(年/月/日)、機具類型(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間<180天移栽前非淹灌時間>180天移栽前淹灌時間>30天移栽前非淹灌時間>356天注：數(shù)據(jù)來源于《2019Refinementtothe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInvenB.3稻田氧化亞氮直接排放因子