第 4 卷 · 农业、林业与其他土地利用 · Ch10 2019RF 修订
Ch10 畜牧Livestock and Manure Management
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方法要点速查
畜牧章覆盖肠道发酵 CH₄ 与粪污管理 CH₄/N₂O 两大块。2019RF 大幅重写:净能体系公式化(式 10.2–10.16)、新增简化 Tier 2(式 10.17)与 Tier 3、更新粪污 MMS 的 EF 与 VS 公式(式 10.19–10.24),是 AFOLU 中修订量最大的章之一。
要点
- 肠道发酵 CH₄:Tier 1 = 头数 × 缺省 EF(按动物类别/区域/生产力水平查表);Tier 2 用净能体系算 EF;Tier 3 用国别模型。
- 净能体系是 Tier 2 的核心:维持净能(NEm)、活动(NEa)、生长(NEg)、泌乳(NEl)、役用(NEwork)、羊毛(NEwool)、妊娠(NEp)各分量相加得总净能,再折算为采食能量摄入 GE。
- EF = GE × Ym / 55.65(Ym 为甲烷转化率,55.65 kJ/kg CH₄ 为能量换算)。
- 粪污管理 CH₄:EF = (VS × 365) × [B₀ × 0.67 × Σ(MCF/100 × AWMS)]——VS 排泄率、产甲烷潜力 B₀、各粪污管理系统占比 AWMS 与甲烷转化因子 MCF 四组参数缺一不可。
- VS(挥发性固体)用式 10.24 从 GE、消化率 DE、尿液能量 UE、灰分 ASH 计算。
- 2019RF 新增简化 Tier 2(式 10.17):在数据受限时用简化净能公式替代完整体系;并更新多项参数(式 10.19/10.21/10.21A/10.22/10.22A)。
方法脉络
肠道发酵 CH₄
- Tier 1:EF 查表(按物种/类别/区域/生产力),F = Σ 头数 × EF(式 10.1)。
- Tier 2:用净能体系算 GE(式 10.2–10.16),EF = GE × Ym × (1/55.65)。
- Tier 3:国别机理模型(饲料/瘤胃/产奶量等)。
净能体系(Tier 2 核心)
- NEm(维持):与体重相关的幂函数(式 10.3–10.6,按物种分式)。
- NEa(活动):与放牧/圈养方式相关的系数(式 10.7–10.10)。
- NEg(生长)、NEl(泌乳)、NEp(妊娠)、NEwork(役用)、NEwool(羊毛)各有专门公式(式 10.11–10.16)。
- GE = (NEm + NEa + NEg + NEl + NEp + NEwork + NEwool) / (DE/100)。
粪污管理 CH₄
- EF(T) = (VS_T × 365) × [B₀(T) × 0.67 × Σ(MCF(S,k)/100 × AWMS(T,S,k))](式 10.23)。
- VS = [GE × (1 − DE/100) + (UE × GE)] × [(1 − ASH)/18.45](式 10.24)。
- B₀ 为产甲烷潜力(m³ CH₄/kg VS),0.67 为 m³→kg 换算;MCF 按气候区与系统类型(表 10.17–10.19);AWMS 为各系统使用比例,Σ AWMS = 1。
粪污管理 N₂O
- 直接 N₂O = Σ 头数 × N排泄 × AWMS × EF₃(系统) × 44/14(与 Vol4 Ch11 衔接)。
- 间接 N₂O(挥发/淋溶)按 Vol4 Ch11 统一处理,本章不重复。
关键公式
- 式 10.1 肠道发酵
E = Σ(T) 头数(T) × EF(T)Tier 1 基本式。 - 式 10.2→10.16 净能体系
GE = (NEm + NEa + NEg + NEl + NEp + NEwork + NEwool) / (DE/100)Tier 2 核心;NEm 等各分项有物种分式。 - 式 10.17 (New) 简化 Tier 2
简化净能估算(数据受限)2019RF 新增,替代完整净能体系。 - 式 10.19/10.21–10.22A (Updated/New)
NEm/NEa 等分项修订2019RF 更新维持/活动/生长等净能公式。 - 式 10.23 粪污 EF
EF(T) = (VS_T × 365) × [B₀(T) × 0.67 × Σ(MCF_S,k/100 × AWMS_T,S,k)]MCF 按气候区 S 与系统 k 查表。 - 式 10.24 (Updated) VS 排泄率
VS = [GE × (1 − DE/100) + (UE × GE)] × [(1 − ASH)/18.45]GE 采食能、DE 消化率、UE 尿能、ASH 灰分。
方法层级选择
| 层级 / 情形 | 适用条件 | 所需数据 |
|---|---|---|
| Tier 1 | 无国别数据 | 缺省 EF(肠道)+ 缺省 VS/B₀/MCF(粪污) |
| Tier 2 | 有生产性能/饲料数据 | 净能体系算 GE;国别 DE/Ym/B₀/MCF/AWMS |
| Tier 3 | 关键类别、大规模养殖 | 国别机理模型(肠道)与详细 MMS 模型 |
易错点
- AWMS 各系统比例之和必须为 1,且需与当地实际粪污管理结构对应(如沼气池属于 liquid system 的一种)。
- MCF 强依赖气候(温度),跨气候带取值是常见错误;2019RF 提供更细气候分区。
- Ym(甲烷转化率)按饲料类型与生产力水平选取,不同饲料差异大(高消化率饲料 Ym 低)。
- GE 计算中体重(TAM/weight)必须用活体重而非胴体重;DE 用百分数(0–100),不是小数。
- 式 10.24 的 18.45 是灰分校正用的 diet 常数,不能替换为其他值。
- 粪污 N₂O 的间接部分在 Vol4 Ch11,不要在本章重复。
- 头数统计口径(年平均 vs 年末)须与 EF 的年化假设一致。
对应官方章节
- §10.3 肠道发酵(式 10.1、10.2–10.16 净能体系、10.17 简化 Tier 2)
- §10.4 粪污管理 CH₄(式 10.19–10.24;表 10.12–10.19)
- §10.5 粪污管理 N₂O(与 Ch11 衔接)
- 2019RF 更新:式 10.19/10.21/10.21A/10.22/10.22A、简化 Tier 2、参数表更新
本章为《2019 年修订》文档,逐节说明对 2006 版的修订(未变更处标注 No refinement)。建议结合 2006 版速查页 阅读。