Usikkerhed omgiver amerikanske husdyrs metan-emissioner

En ny undersøgelse af metan-emissioner fra husdyr i USA – ledet af en forsker ved Penn State College of Agricultural Sciences – har udfordret tidligere top-down estimater.

Undersøgelsen blev udført, fordi der er alvorlige uoverensstemmelser mellem top-down estimater, der tyder på, at U.S. Environmental Protection Agency undervurderer landbrugets metan-emissioner med op til 90 procent, og bottom-up estimater accepteret af den føderale regering viser lavere emissioner.

Top-down emissionsestimater involverer overvågning af atmosfæriske metankoncentrationer ved hjælp af satellitter eller fra luftprøver indsamlet i stor højde af fly, og bruge modeller til at estimere kilderne til emissioner. Bottom-up estimater tager højde for husdyrpopulationer og dyreemissionsfaktorer.

I deres detaljerede analyse, forskere brugte en rumlig eksplicit, bottom-up tilgang, baseret på dyreopgørelser og foderindtag-baserede emissionsfaktorer, at estimere enteriske methanemissioner for kvæg og gødningsmethanemissioner for kvæg, svin og fjerkræ til det sammenhængende USA.

Forskerne estimerede metan-emissioner ved hjælp af en "gridded" tilgang, opdeling af USA i 0,1 gange 0,1-graders GIS-enheder, som skabte celler fra 31 kvadrat miles i det nordlige USA til 42 kvadrat miles i den sydlige del af landet.

"Denne detaljeringsgrad gjorde det muligt for os mere præcist at vurdere landbrugets metan-emissioner baseret på aktiviteter, der involverer husdyr, " forklarede ledende forsker Alex Hristov, professor i mejeri ernæring, som er medlem af det nuværende National Academy of Sciences Anthropogenic Methane Committee.

"Vi skal have mere specifik information om metan-emissioner, der kombinerer lokale husdyrbestande og karakteristika med fordeling af landskabstræk - og en gridded inventory tilgang giver, at, " han sagde.

Ifølge EPA, de tre bedste kilder til menneskeskabt metan i USA er den kombinerede energisektor - naturgas, petroleumssystemer og kulminedrift - som udgør 40 procent af det samlede; husdyr, 36 procent af det samlede antal; og lossepladser, 18 procent af det samlede antal.

Methanemissioner fra husdyrdrift er resultatet af mikrobiel gæring og methanogenese i drøvtyggeres formave og lignende fermenteringsprocesser i gødning fra både drøvtyggere og ikke-drøvtyggere husdyr.

Metan produceres også fra enterisk gæring i fordøjelseskanalen hos ikke-drøvtyggende planteædende arter, såsom heste, æsler og muldyr, som følge af gæringsprocesser i deres bagtarm. Imidlertid, "hindgut fermenters" producerer ikke nær så meget metan pr. enhed fermenteret foder som drøvtyggere, så enteriske eller gødningsemissioner fra hestearter var ikke inkluderet i denne analyse. Ej heller emissioner fra små drøvtyggere som får og geder, som er ubetydelige i U.S.A.

Amtsniveau, årlige enteriske methanemissioner for alle stater blev kun estimeret for kvæg. I alt 3, 063 amter i det tilstødende USA blev inkluderet i kvægets metan-emissionsdatabasen.

Kvægopgørelser efter amt blev opnået fra 2012 Census of Agriculture, hvilket er de sidste tællingsdata, der er tilgængelige i øjeblikket. Kropsvægtdata for kvæg blev afledt fra EPA-registre, og tørstoffoderindtagelse blev estimeret baseret på National Research Councils forudsigelsesligninger for de forskellige kategorier af kvæg. Methanemissions udbyttefaktorer blev beregnet for hver kvægkategori.

Samlet set, forskningen, som blev offentliggjort i denne måned i Miljøvidenskab og -teknologi , gav et samlet amerikansk husdyrs metanudledning på 19,6 milliarder pund om året. Imidlertid, usikkerheden omkring denne total er høj, anerkendte forskere.

Sammenlignet med enterisk metan, forudsigelse af metan-emissioner fra gylle er en mere kompleks proces og medfører en større usikkerhed i estimaterne, påpegede forskerne. Gødningssammensætning, type lagerfaciliteter og gødningsretentionstid, og miljø - især temperatur - er blandt de faktorer, der påvirker metan-emissioner fra gylle.

Der er stor usikkerhed i både enterisk og gødningsmetanudledning fra husdyr, Hristov indrømmede. Han sagde, at forskning rundt om i verden har vist, at variationer i enteriske metan-emissioner i vid udstrækning kan forklares med variation i foderindtag af tørstof. Næringsstofsammensætningen af ​​foderet er også vigtig, men har mindre indflydelse på enterisk metanproduktion.

"Hvis metan-emissioner fra husdyr i dette land virkelig er dobbelt så høje som det, der er estimeret nu - og det tror vi ikke på - ville det sætte et stort mål for landbruget for at træffe foranstaltninger for at reducere disse emissioner, " sagde Hristov. "At have en nøjagtig og rumligt eksplicit vurdering af metanemissioner fra husdyr er afgørende for afstemning af top-down og bottom-up tilgange, og det er udgangspunktet i enhver afbødende indsats."

"Vores analyse viste, at EPA's estimater er tæt på virkeligheden, men der er en uoverensstemmelse i den rumlige fordeling af emissioner. Og, vores forskning afslørede en stor uoverensstemmelse med globale modeller såsom EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research) opgørelsen."