CMS-017-V01 在水稻栽培中通過調整供水管理實踐來實現減少甲烷的排放—方法學.pdf
1/13 CMS-017-V01 在水稻栽培中通過調整供水管理實踐來實現減少甲烷的排放 (第一版) 一、 來源 本方法學參考 UNFCCC-EB 的小規模 CDM 項目方法學 AMS III.AU Methane emission reduction by adjusted water management practice in rice cultivation 第 3.0 版), 可在以下網站查詢http//cdm.unfccc.int/ologies/DB/D6MRRHNNU5RUHJXWKHN87IUXW5F5N0 二、 技術 方法 1. 本方法學包括 降低 水稻土中有機質厭氧分解進而減少甲烷 排放 的技術 /措施。包括 在 水稻生長期 將 水分管理由連續淹灌轉換為間歇灌溉和 /或縮短淹灌時間的稻田 , 也包括濕潤灌溉和在好氧條件下種植水稻 ( 參見 ) ,播種方式由移栽轉換為直播的稻 也可采用本方法 1。 2. 定義 移栽稻 ( TPR) 一種將水稻種子播于苗床,約 2030 天后將幼苗直接移栽于淹水稻田的種植 模式 ; 直播稻 ( DSR) 一種將 浸泡稻種 或干種子直接播種于干燥或濕潤稻田土壤中的水稻種植 模式 ,不需要移栽過程; IPCC 方法 IPCC 關于稻田甲烷排放最新版本 的 指南。本方法學提交時,該指南為 IPCC 2006 國家溫室氣 體清單指南第 4 卷, 第五章的第五節 ; 項目 活動的 耕作實踐 自愿減排 項目下一系列耕作實踐。主要包括調整灌溉措施,也可能包括農田準備、施肥和蟲草控制等措施; IPCC 方法提供了下列定義 ( 詳見 IPCC 2006 國家溫室氣體清單指南第 4卷 ) 灌溉制度 不同稻 田 類型 ( 如 灌溉稻田、雨養稻田和深水稻田 ) 和灌溉類型 ( 如 連續淹灌和間歇灌溉 ) ; 1淹灌稻田從移栽轉換成直播可導致淹灌日期減少,因為直播要求在播種后有較干燥的土壤條件,直到種子發芽和發育到 2 到 4 葉子發育階段為止。 2/13 旱作稻田 從 不淹水的稻田; 灌溉稻田 存在一段時間的 淹水 并且水分 完全可控的稻田; 雨養和深水稻田 存在一段時間的 淹水并且 水分完全取決于 降水的稻田。 3. 本方法學適用于下列情況 a 所指稻田為 在水稻生長季 以 人工灌溉為主要灌溉方式的 淹水 稻田,也就是說, 本方法學不適用于 旱作稻田 、 雨養及深水稻田。這需要根據項目 規劃 區域的代表性調查 數據 或者國家級數據來確定。項目區域特征 應該 包括 水稻種植前的作物水分管理和有機肥施用情況 ,因此 基線應包括 表 1 所列的全部參數; b 項目 邊界內的 稻田需有灌溉和排水設施,比如在干濕季節,應該可以使土壤保持適當的干濕狀態; c 項目活動不 能 導致水稻減產 ,同樣也不能要求 種植以前沒有使用過的 水稻品種 ; d 對農民進行 田間 準備、灌溉、排水曬田及 施肥等方面 的培訓 并提供 技術支持都是項目活動的一部分,這些 信 息 都將 存 檔 并可核證( 例如培訓 協議 和 現場參觀的材料的存檔 ) 。 特別是 項目 參與方要保證農民或通過 指導決定 作物的氮肥需求 量 。利用葉片顏色對照表 ( LCC) 或照片傳感器及 試紙 等 方法 估算肥料需求 量 。此外, 還應利用科學文獻或官方推薦的項目區域的特定耕作條件的施肥量以 保證 提高 肥料 利用率 ; e 項目 參與方 應 保證 所引進的 耕作措施 , 包括特定耕作方式、技術和 植保 產品不違反 當地法律 法規; f 如果不 選用 第 15 段 提供的 默認值 的減排量計算方法 ,項目 參與方必須利用 靜態箱法測定 參考稻田的 甲烷排放 并進行 實驗室分析; g 項目年 減排 總量 應該 小 于或等于 6 萬噸 CO2當量。 4. 為了 測定 基線和項目 排放 量 以及與項目邊界內稻田排放量比較,定義參考稻田, 需應用下述參數按照特定耕作模式劃分項目 稻田類型 表 1 定義耕作 模式 的參數 序號 參數 類型 a 值 /子類 來源 /方法 b 3/13 1 水稻 生長季節 的水分管理 c 動態 連續淹灌 基線農民 提供的信息 項目監測 一次 排水 多次 排水 2 水稻種植前一生長季的水分管理灌溉制度 – 動態 淹水 基線農民提供的信息 項目監測 短期排水 ( 180d 天 ) 3 有機肥施用 動態 水稻生長季節的 稻草 還田 d 基線農民提供的信息 項目監測 綠肥 水稻種植前一生長季的稻草還田 d 農家肥 堆肥 不施用有機肥 4 土壤 pH值 靜態 5.5 5 土壤有機碳 含量 靜態 3 6 氣候 靜態 [AEZ]f Rice Almanac 或 HarvestChoicef 注釋 ( a) 動態 是 與田間管理密切 相關 的參數 , 因此 可能隨時間變化 而變化 ( 不論是 受 項目 活 4/13 動的影響 還是其它原因 ) 。 靜態情況 是 指 由 特定田間土壤特性 所 決定 的參數 ,不隨時間變化 而變 化 ,因此在項目 活動期間 只需 測定 一次; ( b) 獲取 每個參數的來源 /方法; ( c) 本方法學不用 旱地、雨養、易 受 干旱和深水 稻田等 這幾個常用 名詞 來區分 水稻生長季節的水分管理 ( 參見 IPCC 指南 ) ,因為 采用 這些 水分管理的稻田不適用于 本方法學( 參看適用 條件 ) ; ( d) 當季稻草指在本季水稻種植前施用稻草, 后季稻草指 稻草施用在 前一季 的 稻田,稻草收獲后留在土表和翻埋入土都屬于當季稻草; ( e) 對于 靜態參數, 參加 全球及國家數據。 可利用 ISRIC 數據庫 提供的 土壤數據; ( f) 氣候帶采用 Rice Almanac 或 HarvestChoice 所 提出的 農業生態分區 。 根據稻田 特征, 可以對稻田管理進行分類, 具相同 管理 模式的 稻田 應 劃為 一組。 三、 項目 邊界 5. 項目 地理邊界 包括 種植方法和 水分 管理發生變化的稻田。項目 邊界 的空間范圍 包括項目活動下種植方法發生變化的所有 稻田 。 四、 基準線情景 6. 基線情景是 繼續 現在 的管理措施 ,例如 在 項目 活 動的稻田地塊上繼續水稻移栽和連續淹灌 。 7. 利用下面公式計算 基線 情景下 的 稻田 種植 季節 的 排放 ?? s sy BEBE ( 1) ?? ?? Gg CHg,sg,s,BLs G W P**A*EFBE 1 4310 ( 2) 其中 yBE 第 y 年基線排放量 ( tCO2e) sBE 稻田第 s 季節 的基線 排放量 ( tCO2e) 5/13 gsBLEF ,, 第 s 季節 第 g 類型 的 基線排放因子 ( kgCH4/ha/季 ) gsA, 第 s 季節 第 g 組 的 稻田 面積 ( ha) 4CHGWP 甲烷的全球變暖 潛勢 ( tCO2e/tCH4, 默認值 25) g 第 g 組,根據表 1 劃分的具相同耕作模式的所有 稻田 ( G 為所有組的總數 ) 確定 參照 稻田的 基線排放因子 8. 應設立能夠代表基線排放情況的稻田作為 基線參照 稻田 。對于 根據表 1 劃分的具有相同耕作模式的每一組) ,至少設置 3 塊 基線參照稻田,利用封閉式靜態箱法測定 甲烷排放因子,用 kgCH4/ha/每季 表示 。 利用 每個組 的 3塊參照稻田的平均排放因子計算 季節基 線排放因子 gsBLEF ,, ( 參見 附件 1 的甲烷 測定 指南 ) 。 五、 泄漏 9. 本方法學不考慮 項目活動對 項目邊界外 溫室氣體排放的 影響。 六、 項目排放 10. 項目排放 包括稻田 甲烷排放,即使耕作 措施 發生了變化 ,稻田中還有甲烷排放產生。 由于 優化 氮肥施用 措施(參考上述提出合格性條件,氮肥控制) , 項目活動下的氧化亞氮排放與基線情景下的氧化亞氮排放差異不顯著, 因此 不 計算項目活動下的氧化亞氮排放 。 11. 每個 季節的 稻田 甲烷排放按下式計算 ?? s sy PEPE ( 3) ?? ??? Gg CHg,sg,s,Ps G W P*A*EFPE 1 4310 ( 4) 其中 yPE 第 y 年項目 活動的稻田甲烷 總排放量 ( tCO2e) sPE 第 s 季項目 活動下的稻田 甲烷 排放量 ( tCO2e) gsPEF,, 第 g 組 第 s 季項目 活動下稻田 甲烷 排放因子 ( kgCH4/ha/季 ) 確定參照稻田的項目排放因子 6/13 12. 項目 季節的 綜合 排放因子 gsPEF,, 的計算應基于至少 3 個 具有相同條件的項目 參照 稻田的測定結果 , 項目 參 照 稻田要鄰近與基線參照稻田,并且生長季節相同。 gsPEF,, 是 3 個 項目參照稻田甲烷排放因子的 平均值。 七、 減排量 13. 項目減排量 等于 基線排放 與項目活動的排放量的 差值 sss PEBEER ?? ( 5) 其中 sER 第 s 季減排量 ( tCO2e) 事前 減排量 估算 14. 在 項目設計文件 中 事前估算 減排量,項目參與 方 應該參照田間 實際測定 或借助國家數據或 IPCC Tier I 推薦的默認值 估算基線和項目排放量。應該在項目設計文件 中 解釋和 論證將采用哪種方法 。 利用 默認值 估算 減排 量 15. 正如 第 7、 8、 11 和 12 段描述的 ,作為參照 稻田的備選 方法,項目 參與方可利用 IPCC Tier I 方法 推薦的默認值 計算減排量,其計算公式如下 43 *10*** CHyyERy G W PLAEFER ?? ( 6) 其中 yER 第 y 年減排量 ( tCO2e) EREF 日排放因子 ( kgCH4/ha/day) yA 第 y 年項目 稻田種植 面積 ( ha) yL 第 y 年水稻種植 天數 ( days/year) 4CHGWP 甲烷 的全球變暖 潛勢 ( tCO2e/tCH4, 默認值 25) 16. 根據不同項目情景,分別給出日排放因子默認值 EREF ( kgCH4/ha/day) a 雙季稻種植地區 /國家 i 連續淹灌改變為 間歇灌溉 ( 一 次 排水 ) 的項目活動 稻田日甲烷排放因子 采用 1.50( kgCH4/ha/day) ; ii 連續淹灌改變為 間歇灌溉 ( 多次 排水 ) 的項目活動 稻田日甲烷排放因子 采用 1.80( kgCH4/ha/day) ; 7/13 b 單季稻種植地區 /國家 c 連續淹灌改變為間歇灌溉(一次排水)的項目活動稻田日甲烷排放因子采用 0.6( kgCH4/ha/day); i 連續淹灌改變為間歇灌溉(多次排水)的項目活動稻田日甲烷排放因子采用 0.72( kgCH4/ha/day) ; 17. 上述默認值只考慮稻草 還田造成的甲烷排放量的變化,假設 其它有機物質比如堆肥、農家肥和綠肥 的施用與基線情景下相同或者是施用量減少,因此不考慮其他有機物施用對稻田甲烷排放的影響 。 八、 監測 8.1 基線和項目排放 的 監測 18. 需 監測表 2 所列各項參數。 項目參與方應該考慮 “小規模 CDM 方法學 一般指南 ”所述的適用要求 ( 例如 校準要求 、 抽樣要求 等 ) 。 表 2監測參數 序號 參數 描述 單位 監測 /記錄頻率 測定 方法和 程序 1. EFBL, s, g 基線排放因子 kgCH4/ha/每季 根據密閉箱測定方法的指導意見進行定期測定,計算 季節 綜合排放因子 根據 附件 1( 稻田甲烷排放 測定 指南 ) 和 IPCC 指南第四卷 5.5.5 節 2. EFP, s, g 項目排放因子 kgCH4/ha/每季 根據密閉箱測定方法的指導意見進行定期測定,計算季節綜合排放因子 根據 附件 1(稻 田甲烷排放測定指南)和 IPCC 指南第四卷 5.5.5 節 3. As. g 第 s 季節 累計 項目面積。只考慮符合條件的稻田 ( 參見ha 每季 通過 項目數據庫中 稻田的面積來確定。 稻田 面積應由 GPS 或衛星數據確定。如果 沒有 這些技術, 則要建立 稻田 面積測量方法 并 8/13 序號 參數 描述 單位 監測 /記錄頻率 測定 方法和 程序 第 19 段 ) 考慮不確定性和遵循減排量估算的保守型。 4. Ay 第 y 年 項目稻田 面積。只考慮 符合條件的稻田 ha 每年 這個參數只適用于第 15 段中使用默認值 時 的情況。通過項目數據庫中稻田的面積來確定。稻田面積應由 GPS 或衛星數據確定。如果沒有這些技術,則要建立稻 田面積測量方法并考慮不確定性和遵循減排量估算的保守型。 5 Ly 第 y 年 水稻生長 天數 days/year 每年 這個參數只適用于第 15 段中使用默認值 時 的情況。利用 水稻 種植記錄來計算 8.2 監測 農戶 的管理措施 19. 為確定項目 活動下的稻田 是否 依照 項目活動 規定的管理措施 進行管理 ,確保參照 稻田 的觀測 值 能代表項目 稻田的排放情況 ,必須為項目 中所有稻田地塊 建立 稻田管理 記錄手冊。 稻田管理記錄手冊 至少 應該記錄下列幾項 a 播種日期 ( 日期 ) ; b 化肥、有機物補充和 植保措施 ( 日期及用量 ) ; c 稻田水分管理 ( 例如 “落干 /濕潤 /淹水 ”) 及其 稻田水分狀態變化的日期 ; d 水稻產量 。 20. 另外,農戶應表明 在 調整水分管理 后 他們是否采用了 推薦的施肥措施。 21. 項目 參與方 要保證 項目 參照 稻田 的管理 方式 能 保守地 反應 項目 稻田 的甲烷排放。如果農戶 稻田 管理 措施 偏離了 規定 的 項目 管理措施 , 項目參照稻田的排放對這些農戶的稻田排放不具有代表性, 在計算 季節綜合 項目面積 gsA, 時就不能再考慮 這些農戶的稻田 。這個要求用以確保只 計量 真正遵循項目 管理措施稻田的減排量 。 9/13 22. 報告和核查應基于抽樣和農戶的管理措施記錄簿, 應遵循 最新版本的 “CDM項目活動和 規 劃類項目 活動 的 取樣和調查標準 ”。 23. 項目 參與方 應該建立一個數據庫,數據庫 包括 能明確 識別 參與項目的 稻田信息 ,包括 農戶的 姓名和住址 、 稻田 面積 等 , 在適當的條件下 ,還要包括上面提到特定 稻田 信息。 10/13 附件 1 稻田甲烷排放 測定 指南 稻田甲烷 測定 要求具備該領域背景的專家,至少是經過專家 ( 如研究機構 ) 培訓的專門人員 來 實施 。 本指南不能取代專家的現場指導。 專家 至少應提出應用本方法學 的 項目 的 甲烷 測定標準情況 。 項目 參與方 要在生長季開始前制定詳細的甲烷排放季節 測定 計劃。計劃要包括田間和實驗室 測定時間安排 , 要統籌安排以方便獲取實驗室和耕 作日志。 此 計劃同時還要包括參照 稻田 的詳細信息,如特定位置、氣候、土壤、水分管理、施肥管理以及有機 肥施用 等。 下列指南依據從田間觀測到排放因子計算的步驟 而 制定。 項目倡導者要確保 采用相同方法并同時 對項目和參照 農田 進行 觀測。 田間觀測 –箱法設計技術選項 特性 條件 箱體材料 選項 1 不透明材料 ? 商用 PVC 容器或加工 制品 ( 如電鍍 金屬 ) ; ? 噴白漆或外敷反光材料 ( 防止內部升溫過快 ) ; ? 只限于短時間使用 ( 一般 30 分鐘 ) 選項 2 透明材料 ? 有機玻璃; ? 透明箱的優點如果配備頂蓋,在觀測和閑置 時 分別可關閉和打開,透明 箱可長時間放置于田間 測定箱在稻田中的放置 選項 1 固定底座 ? 利用耐腐蝕材料制成的底座可整個生長季放置于田間; ? 底座應滿足嚴格的箱體密封條件; ? 底座下端插入土壤的部分要設有小孔,以保證內外水分交流; 選項 2 無底座 ? 該種箱體 直接插入土壤中,要有可開啟的頂 蓋以保證 釋放氣泡中甲烷和測量的準確性。 11/13 特性 條件 ? 至少早于首次取樣前 24 小時將底座安置于田間 箱體附屬裝置 ? 溫度計 測量箱內溫度; ? 電扇取樣期間混合箱內空氣 ( 干電池供電 ) ; ? 取樣口 箱體小口處安置橡膠塞以取樣 底面積 長方形或圓形,最小面積要覆蓋四蔸 水稻 ( 最小大 于 0.1 m2) 高度 選項 1 固定高度 總高度要超過植株高度 ( 底座突起部分加箱體 ) 選項 2 可調節高度 ? 根據作物生長調節箱體高度; ? 箱體設計不同高度或組合 田間觀測 –氣體取樣 特性 條件 每個 區組 箱體重復數 最低要求每 個 小區 3 個 重復 每次箱體密閉后 取樣次數 最低要求 3 次 密閉時間 30 分鐘 取樣時間 上午 取樣間隔 最低要求每周 1 次 注射器 取樣前進行檢漏等工作 最好裝配 三通閥 以方便操作 待測樣品保存時限 ? 小于 24 小時可持續使用注射器保存; ? 大于 24 小時 將樣品轉移至真空瓶, 以輕度高壓保存 實驗室分析 12/13 特性 條件 方法 配備氫火焰離子化檢測器 ( FID) 的氣相色譜 進樣 直接進樣或閥進樣 分析柱 填充柱 ( 分子篩等 ) 或毛細柱 校正 每天分析前后用有資質的標準氣體校正 計算區組排放速率 ( 參照 農田 ) 1.利用下列公式計算每個氣體分析的甲烷排放 10001444 *T*R a t m*M*V*cm tCHC h a m b e rt,CHt,CH ?( 1) 其中 tCHm ,4 t 時間箱內 CH4質量 ( mg) t 取樣時間點 ( 如 30 分鐘內 3 次取樣的 0 分鐘 , 15 分鐘和 30 分鐘 ) tCHc ,4 t 時間箱內 CH4 濃度 ( ppm) ChamberV 密閉性體積 ( L) 4CHM CH4摩爾質量 16 g/mol atm1 在未裝氣壓計情況下,假設氣壓無變化,采用 1 標準大氣壓 R 通用氣體常數 0.08206 L atm K-1 mol-1 Tt t 時間箱內溫度 ( K) 2.通過相關軟件 ( 如 Excel) 確定 4CHM 的最佳擬合曲線 tΔmΔs CH4? ( 2) 其中 s 最佳擬合曲線的斜率 ( mg/min) 3.計算每次箱法觀測的甲烷排放速率 13/13 C h a m b e rch A/6 0 m in*sRE ? ( 3) 其中 chRE 密閉箱 ch 的 甲烷排放速率 ( mg/h * m2) ch 同一區組重復箱體編號索引 ChamberA 密閉箱底面積 ( m2) 4. 每一區組甲烷平均排放速率的計算 ChRERE Chch chp lo t ??? 1 ( 4) 其中 plotRE 每一區組平均排放速率 ( mg/h * m2) Ch 該區組內密閉箱重復數 其它 步驟 從每次觀測計算的區組平均排放速率 ,將其積分計算整個生長季排放因子。最簡單的方法是將排放速率乘以每次觀測間隔的時間。將單位 mg/m2 乘以 0.01 以換算為 kg/ha