近日，南方科技大学环境科学与工程学院教授郑一课题组在Nature Food发表题为“Policy-enabled stabilization of nitrous oxide emissions from livestock production in China over 1978-2017”的研究论文。该研究成果为我国农牧业生产、环境保护、温室气体减排等领域的政策制定提供了重要科学依据，也为全球应对气候变化提供了关键数据。

畜禽养殖业是主要温室气体之一——氧化亚氮（N₂O）的重要来源，其排放量约占全球N2O人为源的24-44%。减少全球畜禽养殖业的N₂O排放，对于实现《巴黎协定》1.5 ℃的温控目标具有重要意义。在我国，随着人口的持续增长与生活水平的提高，人们对肉、蛋、奶的需求与日俱增，推动国内畜禽养殖规模不断扩大。畜禽养殖业N2O排放的控制与我国碳中和目标密切相关，但目前还缺乏全国尺度的驱动机制、减排潜力及成本效益研究。

本论文利用2017年县域和1978-2016年省域尺度的社会活动数据，生成了中国畜禽养殖业1978-2017年高时空分辨率（2017年为1km空间精度）N2O排放数据集。基于该数据集，研究了过去40年中国畜禽养殖业（不包括饲料生产等环节）N₂O排放的时空变化规律，定量评估了不同社会经济因素对中国畜禽养殖业N₂O排放量变化的贡献，并通过成本效益分析探讨了未来中国畜禽养殖业N2O减排技术路径。

研究结果表明，1978至2017年间，中国畜禽养殖业N2O总排放量由67.3 Gg N增长至260.1 Gg N（图1），年均增长率为3.7%；其中，1978-1996年、1996-2006年的年均增长率分别为5.2%和3.6%，2006-2017年则降至1.1%，呈现出明显的趋稳态势。

图1 中国畜禽养殖业N₂O排放量的历史变化趋势（1978-2017）

研究进一步发现，人口增长是中国畜禽养殖业N₂O排放增加的主要驱动因素，其次是规模化畜禽养殖比例的提高（图2）。在1996-2006年和2007-2017年这两个阶段，政策干预、技术推广等其他因素成为了缓冲N2O排放增加的重要力量，分别抵消了11.6%和15.2%的排放增量，从而导致近年来排放量的趋稳。

图2 1978-1996年、1996-2006年和2006-2017年中国畜禽养殖业N₂O排放变化的驱动因素贡献

论文进一步探讨了未来中国畜禽养殖业N₂O减排的不同技术路径。研究表明，在全国尺度，畜禽粪便厌氧消化处理（anaerobic digestion）具有最大的社会效益，而低粗蛋白质喂养（low crude protein feed）减排具有最低的经济成本，厌氧消化和堆肥技术相结合（combination of anaerobic digestion and composting）后的减排潜能最大。在不同区域，畜禽养殖户应结合当地环境状况、畜禽粪便运输成本等因素优选适用的减排技术，而政府须提供合理的规划和政策引导。

环境科学与工程学院研究助理教授徐鹏为第一作者，郑一为通讯作者，南科大是论文第一单位。合作者包括美国康奈尔大学教授Benjamin Z. Houlton、北京大学城市与环境学院研究员周丰、中科院遗传所农业资源中心研究员马林、美国科罗拉多州立大学研究员陈安平、南科大环境学院博士生全凤、硕士生胡诗尧等。该成果得到了中科院A类战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-022-00513-y