一种设施栽培碳排放量核算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种设施栽培碳排放量核算方法及系统，包括以下步骤：S1，对设施栽培进行划分；S2，获取设施栽培种植过程中的特征数据及碳排放因子数据，建立设施栽培碳排放量数据库；S3，根据设施栽培碳排放量数据库，计算得到设施栽培的碳排放量。本发明专利技术的技术方案，通过对设施栽培进行划分，建立设施栽培碳排放量数据库，分别计算连栋温室、日光温室、塑料大棚的碳排放量，具有全面准确的计算不同设施栽培类别在不同生产环节的碳排放量，为制定合理的农业碳减排政策和低碳农业发展措施提供参考数据的技术效果。据的技术效果。据的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种设施栽培碳排放量核算方法及系统


[0001]本专利技术属于碳排放量计算领域，具体涉及一种设施栽培碳排放量核算方法及系统。

技术介绍

[0002]我国农业生产活动产生的温室气体排放量占我国温室气体排放总量的16％～18％，高于很多国家，设施栽培是调整农业产业结构、解决资源短缺、削弱自然资源对经济发展约束的重要农业生产方式之一，但由于对设施栽培环境条件、生产模式、技术水平等动态缺乏认识，致使设施栽培碳排放估算参数依然匮乏，全球设施栽培面积约460万公顷，且约80％的设施栽培分布在我国，但在当前《IPCC国家温室气体清单指南》的原则和方法下，我国设施栽培的实际情况并未纳入到农业碳排放核算体系中，因此设施栽培种植过程中的碳排放量一直没有得到研究和计算，相关研究机构也一直未建立方法学，不利于我国农业碳减排和低碳农业发展，因此现有技术中存在不能科学分析和准确量化设施栽培碳排放量的问题。

技术实现思路

[0003]为至少解决上述
技术介绍
中提出的不能科学分析和准确量化设施栽培碳排放量的问题，本专利技术提供了一种设施栽培碳排放量核算方法及系统，该方法通过对设施栽培进行划分、建立设施栽培碳排放量数据库、计算得到设施栽培的碳排放量，具有定量评估设施栽培的碳排放量，为制定合理的农业碳减排政策和低碳农业发展措施提供参考数据的技术效果。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种设施栽培碳排放量核算方法，包括以下步骤：
[0006]S1，对设施栽培进行划分；
[0007]S2，获取设施栽培种植过程中的特征数据及碳排放因子数据，建立设施栽培碳排放量数据库；
[0008]S3，根据所述设施栽培碳排放量数据库，计算得到设施栽培的碳排放量。
[0009]在步骤S1中，所述设施栽培包括连栋温室、日光温室和塑料大棚。
[0010]根据本专利技术的一个实施例：在步骤S3中，汇总连栋温室的碳排放量、日光温室的碳排放量和塑料大棚的碳排放量，汇总得到所述设施栽培的碳排放量。
[0011]根据本专利技术的一个实施例：所述连栋温室的碳排放量包括连栋温室的农用品生产碳排放量、能源消耗碳排放量、棚内碳溢散量、土壤碳排放量、秸秆处置净碳排放量；
[0012]所述连栋温室的农用品生产碳排放量包括连栋温室化肥生产碳排放量、连栋温室农药生产碳排放量、连栋温室地膜生产碳排放量，其中，所述连栋温室化肥生产碳排放量的计算方法为：
[0013]A
Mf
＝C
Mf
×
AR
M
[0014]E
Mf
＝A
Mf
÷
δ
f
×
F
f
×
η
C
[0015]式中：A
Mf
是连栋温室化肥施用量(吉焦)；C
Mf
是连栋温室单位面积化肥用量(吉焦/公顷)，为108.99；AR
M
是连栋温室面积(公顷)；E
Mf
是连栋温室化肥生产碳排放量(吨二氧化碳当量)；δ
f
是化肥能值(吉焦/吨)，为33.457；F
f
是化肥生产碳排放系数(吨碳当量/吨化肥)，为1.02；η
C
是碳转化为二氧化碳的系数(无量纲)，为44/12；
[0016]所述连栋温室农药生产碳排放量的计算方法为：
[0017]A
Mac
＝C
Mac
×
AR
M
[0018]E
Mac
＝A
Mac
÷
δ
ac
×
F
ac
×
η
C
[0019]式中，A
Mac
是连栋温室农药施用量(吉焦)；C
Mac
是连栋温室单位面积农药用量(吉焦/公顷)，为8.19；E
Mac
是连栋温室农药生产碳排放量(吨二氧化碳当量)；δ
ac
是农药能值(吉焦/吨)，为180.87；F
ac
是农药生产碳排放系数(吨碳当量/吨农药)，为4.9373；
[0020]所述连栋温室地膜生产碳排放量的计算方法为：
[0021]A
Mmf
＝W
Mmf
×
CF
Mmf
×
AR
M
×
α
[0022]E
Mmf
＝A
Mmf
×
β
×
F
mf
×
η
C
[0023]式中，A
Mmf
是连栋温室地膜用量(千克)；W
Mmf
是连栋温室每亩地膜重量(千克/亩)；CF
Mmf
是连栋温室地膜计划覆盖率(无量纲)；α是公顷转化为亩的系数(无量纲)，为15；E
Mmf
是连栋温室地膜生产碳排放量(吨二氧化碳当量)；β是千克转化为吨的系数(无量纲)，为10
‑3；F
mf
是农用膜生产碳排放系数(吨碳当量/吨农用膜)，为5.18；
[0024]所述连栋温室的能源消耗碳排放量包括连栋温室农机能耗碳排放量、连栋温室灌溉能耗碳排放量、连栋温室供暖/降温能耗碳排放量，其中，所述连栋温室农机能耗碳排放量的计算方法为：
[0025]A
Mme
＝C
Mme
×
AR
M
[0026]E
Mme
＝A
Mme
×
F
me
[0027]式中，A
Mme
是连栋温室农机能耗量(吉焦)；C
Mme
是连栋温室单位面积农机能耗量(吉焦/公顷)，为13.04；E
Mme
是连栋温室农机能耗碳排放量(吨二氧化碳当量)；F
me
是汽油/柴油燃烧碳排放系数(吨二氧化碳当量/吉焦农机能耗)，为0.0741；
[0028]所述连栋温室灌溉能耗碳排放量的计算方法为：
[0029]A
Mel
＝C
Mel
×
AR
M
[0030]E
Mel
＝A
Mel
×
λ
el
‑
sc
÷
λ
sc
‑
rc
×
β
×
F
el
×
η
C
[0031]式中，A
Mel
是连栋温室灌溉电力消耗量(千瓦时)；C
Mel
是连栋温室单位面积灌溉电力消耗量(千瓦时/公顷)；E
Mel
是连栋温室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设施栽培碳排放量核算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对设施栽培进行划分；S2，获取设施栽培种植过程中的特征数据及碳排放因子数据，建立设施栽培碳排放量数据库；S3，根据所述设施栽培碳排放量数据库，计算得到设施栽培的碳排放量。2.根据权利要求1所述的一种设施栽培碳排放量核算方法，其特征在于：在步骤S1中，所述设施栽培包括连栋温室、日光温室和塑料大棚。3.根据权利要求2所述的一种设施栽培碳排放量核算方法，其特征在于：在步骤S3中，汇总连栋温室的碳排放量、日光温室的碳排放量和塑料大棚的碳排放量，得到所述设施栽培的碳排放量。4.根据权利要求3所述的一种设施栽培碳排放量核算方法，其特征在于：所述连栋温室的碳排放量包括连栋温室的农用品生产碳排放量、能源消耗碳排放量、棚内碳溢散量、土壤碳排放量、秸秆处置净碳排放量；所述连栋温室的农用品生产碳排放量包括连栋温室化肥生产碳排放量、连栋温室农药生产碳排放量、连栋温室地膜生产碳排放量，其中，所述连栋温室化肥生产碳排放量的计算方法为：A
Mf
＝C
Mf
×
AR
M
E
Mf
＝A
Mf
÷
δ
f
×
F
f
×
η
C
式中，A
Mf
是连栋温室化肥施用量；C
Mf
是连栋温室单位面积化肥用量；AR
M
是连栋温室面积；E
Mf
是连栋温室化肥生产碳排放量；δ
f
是化肥能值；F
f
是化肥生产碳排放系数；η
C
是碳转化为二氧化碳的系数；所述连栋温室农药生产碳排放量的计算方法为：A
Mac
＝C
Mac
×
AR
M
E
Mac
＝A
Mac
÷
δ
ac
×
F
ac
×
η
C
式中，A
Mac
是连栋温室农药施用量；C
Mac
是连栋温室单位面积农药用量；E
Mac
是连栋温室农药生产碳排放量；δ
ac
是农药能值；F
ac
是农药生产碳排放系数；所述连栋温室地膜生产碳排放量的计算方法为：A
Mmf
＝W
Mmf
×
CF
Mmf
×
AR
M
×
αE
Mmf
＝A
Mmf
×
β
×
F
mf
×
η
C
式中，A
Mmf
是连栋温室地膜用量；W
Mmf
是连栋温室每亩地膜重量；CF
Mmf
是连栋温室地膜计划覆盖率；α是公顷转化为亩的系数；E
Mmf
是连栋温室地膜生产碳排放量；β是千克转化为吨的系数；F
mf
是农用膜生产碳排放系数；所述连栋温室的能源消耗碳排放量包括连栋温室农机能耗碳排放量、连栋温室灌溉能耗碳排放量、连栋温室供暖/降温能耗碳排放量，其中，所述连栋温室农机能耗碳排放量的计算方法为：A
Mme
＝C
Mme
×
AR
M
E
Mme
＝A
Mme
×
F
me
式中，A
Mme
是连栋温室农机能耗量；C
Mme
是连栋温室单位面积农机能耗量；E
Mme
是连栋温室农机能耗碳排放量；F
me
是汽油/柴油燃烧碳排放系数；
所述连栋温室灌溉能耗碳排放量的计算方法为：A
Mel
＝C
Mel
×
AR
M
E
Mel
＝A
Mel
×
λ
el
‑
sc
÷
λ
sc
‑
rc
×
β
×
F
el
×
η
C
式中，A
Mel
是连栋温室灌溉电力消耗量；C
Mel
是连栋温室单位面积灌溉电力消耗量；E
Mel
是连栋温室灌溉能耗碳排放量；λ
el
‑
sc
是电量转换为标准煤的系数；λ
sc
‑
rc
是标准煤转换为原煤的系数；F
el
是原煤燃烧碳排放系数；所述连栋温室供暖/降温能耗碳排放量的计算方法为：A
Mhp
＝C
Mhp
×
day
ws
×
AR
M
E
Mhp
＝A
Mhp
×
λ
el
‑
sc
÷
λ
sc
‑
rc
×
β
×
F
el
×
η
C
式中，A
Mhp
是连栋温室供暖/降温耗电量；C
Mhp
是连栋温室单位面积日供暖/降温耗电量；day
ws
是需要供暖/降温的供应期；E
Mhp
是连栋温室供暖/降温能耗碳排放量；所述连栋温室的棚内碳溢散量的计算方法为：e
Mcf
＝ρ
c
×
AR
M
×
γ
×
0.5
×
h
Mr
×
(Con
Mcf
‑
Con
ca
)
×
βE
Mcf
＝e
Mcf
×
Count
Mcf
式中，e
Mcf
是连栋温室单次施用二氧化碳气肥造成的碳溢散量；ρ
c
是二氧化碳气态密度；γ是公顷转化为平方米的系数；h
Mr
是连栋温室脊高；Con
Mcf
是连栋温室施二氧化碳气肥后温室内二氧化碳浓度；Con
ca
是大气二氧化碳年均浓度；E
Mcf
是连栋温室棚内碳溢散量；Count
Mcf
是连栋温室施气肥次数；所述连栋温室的土壤碳排放量包括连栋温室土壤SOC分解碳排放量、连栋温室土壤N2O释放量和连栋温室尿素施用碳排放量，其中，所述连栋温室土壤SOC分解碳排放量的计算方法为：E
Msoil
‑
C
＝f
soil
‑
C
×
m
C
×
AR
M
×
day
M
×
ε式中，E
Msoil
‑
C
是连栋温室土壤SOC分解碳排放量；f
soil
‑
C
是设施栽培土壤二氧化碳通量；m
C
是二氧化碳摩尔质量；day
M
是连栋温室供应期；ε是克转化为吨的系数；所述连栋温室土壤N2O释放量的计算方法为：E
Msoil
‑
N
＝A
Mf
‑
N
×
AR
M
×
F
soil
‑
N
×
η
N
×
ω
N
式中，E
Msoil
‑
N
是连栋温室土壤N2O释放量；A
Mf
‑
N
是连栋温室氮肥施用量；F
soil
‑
N
是设施栽培土壤N2O排放系数；η
N
是氮转化为氧化亚氮的系数；ω
N
是氧化亚氮的增温潜势；所述连栋温室尿素施用碳排放量的计算方法为：E
Mu
＝A
Mf
‑
u
×
AR
M
×
F
soil
‑
u
×
η
C
式中，E
Mu
是连栋温室尿素施用碳排放量；A
Mf
‑
u
是连栋温室单位面积尿素施用量；F
soil
‑
u
是尿素施用碳排放系数；所述连栋温室的秸秆处置净碳排放量包括连栋温室秸秆焚烧碳排放量、连栋温室燃料化过程能耗碳排放量、连栋温室能源替代碳减排量、连栋温室秸秆还田碳减排量，其中，所述连栋温室秸秆焚烧碳排放量的计算方法为：AM
Mcr
＝∑
i
Y
Mi
×
AR
M
×
r
sgi
×
r
dri
×
r
bi
E
McrN
＝AM
Mcr
×
C
f
×
F
crN
×
ω
N
×
βE
McrC
＝AM
Mcr
×
C
f
×
F
crC
×
ω
C
×
β式中，AM
Mcr
是连栋温室焚烧秸秆干物质量；Y
Mi
是连栋温室第i类栽培作物的单位面积产
量；r
sgi
是第i类栽培作物的产废比；r
dri
是第i类栽培作物秸秆干物质含量；r
bi
是第i类栽培作物秸秆焚烧率；E
McrN
是连栋温室秸秆焚烧氧化亚氮排放量；C
f
是秸秆燃烧因子；F
crN
是秸秆焚烧氧化亚氮排放系数；ω
N
是氧化亚氮的增温潜势；E
McrC
是连栋温室秸秆焚烧甲烷排放量；F
crC
是秸秆焚烧甲烷排放系数；ω
C
是甲烷的修正增温潜势；所述连栋温室燃料化过程能耗碳排放量、连栋温室能源替代碳减排量的计算方法为：P
Mcr
＝∑
i
Y
Mi
×
AR
M
×
r
sgi
×
r
dri
×
r
pipi
式中，P
Mcr
是连栋温室栽培作物秸秆气化利用量；r
pi
是第i类栽培作物秸秆气化率；E
Mp
是连栋温室栽培作物秸秆燃料化过程能耗碳排放量；p栽培作物秸秆产气系数；r
cost
是秸秆气化生产能耗；CV
p
是天然气热值；η
p
是天然气能源效率；E
Me
是连栋温室栽培作物秸秆能源替代碳减排量；CV
e
是沼气热值；η
e
是沼气能源效率；F
pe
是天然气燃烧碳排放系数；所述连栋温室秸秆还田碳减排量的计算方法为：Q
Mc
＝∑
i
Y
Mi
×
AR
M
×
r
sgi
×
r
dri
×
r
si
E
Mrc
＝Q
Mc
×
h
c
×
c式中，Q
Mc
是连栋温室栽培作物秸秆还田量；r
si
是第i类栽培作物秸秆还田率；E
Mrc
是连栋温室秸秆还田碳减排量；h
c
是秸秆腐殖化系数；c是有机质中碳比例。5.根据权利要求4所述的一种设施栽培碳排放量核算方法，其特征在于：所述日光温室的碳排放量包括日光温室的农用品生产碳排放量、能源消耗碳排放量、棚内碳溢散量、土壤碳排放量、秸秆处置净碳排放量；所述日光温室的农用品生产碳排放量包括日光温室化肥生产碳排放量、日光温室农药生产碳排放量、日光温室地膜生产碳排放量、日光温室棚膜生产碳排放量，其中，所述日光温室化肥生产碳排放量的计算方法为：A
Sf
＝C
Sf
×
AR
S
E
Sf
＝A
Sf
÷
δ
f
×
F
f
×
η
C
式中，A
Sf
是日光温室化肥施用量；C
Sf
是日光温室单位面积化肥用量；AR
S
是日光温室面积；E
Sf
是日光温室化肥生产碳排放量；所述日光温室农药生产碳排放量的计算方法为：A
Sac
＝C
Sac
×
AR
S
E
Sac
＝A
Sac
÷
δ
ac
×
F
ac
×
η
C
式中，A
Sac
是日光温室农药施用量；C
Sac
是日光温室单位面积农药用量；E
Sac
是日光温室农药生产碳排放量；所述日光温室地膜生产碳排放量的计算方法为：A
Smf
＝W
Smf
×
CF
Smf
×
AR
S
×
αE
Smf
＝A
Smf
×
β
×
F
mf
×
η
C
式中，A
Smf
是日光温室地膜用量；W
Smf
是日光温室每亩地膜重量；CF
Smf
是日光温室地膜计
划覆盖率；E
Smf
是日光温室地膜生产碳排放量；所述日光温室棚膜生产碳排放量的计算方法为：A
Ssm
＝P
S
×
AR
S
×
γE
Ssm
＝A
Smf
×
d
×
ρ
f
×
β
×
F
mf
×
η
C
其中，A
Ssm
是日光温室棚膜用量；P
S
是日光温室中棚膜与占地面积比；E
Ssm
是日光温室棚膜生产碳排放量；d是聚乙烯棚膜厚度；ρ
f
是聚乙烯棚膜密度；所述日光温室的能源消耗碳排放量包括日光温室农机能耗碳排放量、日光温室灌溉能耗碳排放量、日光温室供暖/降温能耗碳排放量，其中，所述日光温室农机能耗碳排放量的计算方法为：A
Sme
＝C
Sme
×
AR
S
E
Sme
＝A
Sme
×
F
me
式中，A
Sme
是日光温室农机能耗量；C
Sme
是日光温室单位面积农机能耗量；E
Sme
是日光温室农机能耗碳排放量；所述日光温室灌溉能耗碳排放量的计算方法为：A
Sel
＝C
Sel
×
AR
S
E
Sel
＝A
Sel
×
λ
el
‑
sc
÷
λ
sc
‑
rc
×
β
×
F
el
×
η
C
式中，A
Sel
是日光温室灌溉电力消耗量；C
Sel

【专利技术属性】
技术研发人员：尹岩，郗凤明，王娇月，邴龙飞，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：