農業溫室氣體排放估算 - 氧化亞氮

從簡單到複雜可以分成三種方法 

1. Tier 1：最簡單的使用方法，公式最為簡單、使用預設參數值 
2. Tier 2：類似於Tier 1，但是選擇國家或區域參數，通常會使用較高時間與空間解析度的活動資料，並進行更細緻的分類，以對應特定區域和專業化土地利用或畜牧類別的國家自訂係數。
3.  Tier 3：較為高階的方法，例如使用基於過程的模型 (process-based model)或依據國家情況量身打造的清查測量系統

氧化亞氮 (N₂O)

IPCC(2019) vol. 4，第11章

Tier 1 - 主要方程式如下

N₂O_Direct-N = N₂O-N_{N inputs} + N₂O-N_OS + N₂O-N_PRP (Eq. 11.1)
其中 N₂O_Direct-N: 每年土壤直接的N₂O-N排放量， kg N₂O-N yr^-1 N₂O-N_{N inputs}: 每年氮投入所導致的 N₂O-N排放量，單位同上 N₂O-N_OS: 每年土壤有機質管理所影響的 N₂O-N排放量，單位同上 N₂O-N_PRP: 每年因有放牧和糞尿施用所影響的 N₂O-N排放量，單位同上 也就是氧化亞氮的排放量主要來自於氮投入和土壤有機值得釋出，但因為台灣的土壤有機質條件未達到IPCC(2019)規範。 其中從氮投入(N₂O-N_{N inputs})的部分可以再進行拆解 N₂O-N_{N inputs} = (F_SN + F_ON + F_CR + F_SOM) * EF₁ F_SN: 每年化學肥料氮投入量, kg N/yr F_ON: 每年有機質肥料氮投入量, kg N/yr F_ON: 每年作物殘體氮(包含地上部與地下部)回到土壤的量, kg N/yr F_SOM: 因為田間管理或擾動造成每年有機質礦化釋出的氮量, kg N/yr
N₂O-N_OS是指有機質土壤分解的氧化亞氮，IPCC (2019) 說明如下 如果土壤符合以下第1與第2項，或第1與第3項的條件，即可被歸類為有機土壤（FAO, 1998）： 厚度達10公分或以上。若土層厚度少於20公分，則混合至20公分深度時，其有機碳含量須達12%以上。若土壤在任何時期都不會持續飽和於水中超過數日，且其有機碳含量（重量百分比）超過20%（約等於有機質含量35%）。若土壤會經歷間歇性的水分飽和，且具備以下任一條件：  (1) 若不含黏土，則有機碳含量至少達12%（約等於有機質含量20%）；  (2) 若黏土含量達60%以上，則有機碳含量至少達18%（約等於有機質含量30%）；  (3) 若黏土含量介於0%與60%之間，則需具備介於上述兩者之間、按比例推算的有機碳含量。 因為台灣的土壤有機碳含量不會超過12%以上，所以其實我們不太需要估算N₂O-N_OS Tier 2 - 方法2是鼓勵較方法1更細的拆解 如果國家內有比方法１更加細分的排放係數與活動數據，在方法２當中建議可進行拆解，IPCC文件當中建議的案例為不同的氮肥來源，有機質肥料(F_ON)與化學肥料((F_SN))的氮排放係數可能不一樣，因此可以變成以下的方程式 $N_2O_{Direct}{-}N =\sum\limits_{i} (F_{SN}+F_{ON} \cdot EF_{1i} )+ (F_{CR}+F_{SOM}) \cdot EF_1 + N_2O{-}N_{OS} + N_2O-N_{PRP}$

案例 - 加拿大 (整理自加拿大碳排清冊5.3)

加拿大採方法2估算農業土壤無機氮投入造成的氧化亞氮排放量，考慮水分含量(moisture regime，考量降雨量與蒸發散)、土壤質地、氮肥種類、耕作系統與地形條件(topographic condition)，氧化亞氮排放量從生態區域(ecodistrict)擴展到省或國家尺度，氮肥投入量來自於加拿大農業市場的運送量，假設零售業者所販售的肥料都應用於作物生產，因為與作物生長相比，投入森林的肥料微不足道。