Een nieuwe studie van methaanemissies door vee in de Verenigde Staten - geleid door een onderzoeker aan het Penn State's College of Agricultural Sciences - heeft eerdere top-down schattingen in twijfel getrokken.

Het onderzoek werd uitgevoerd omdat er ernstige discrepanties bestaan ​​tussen top-down schattingen die suggereren dat het Amerikaanse Environmental Protection Agency de methaanemissies in de landbouw tot 90 procent onderschat, en bottom-up schattingen die door de federale overheid zijn aanvaard en die lagere emissies laten zien.

Top-down emissieschattingen omvatten het monitoren van atmosferische methaanconcentraties door satellieten of van luchtmonsters die op grote hoogte door vliegtuigen zijn verzameld, en het gebruik van modellen om de emissiebronnen in te schatten. Bottom-up schattingen houden rekening met veestapels en dierlijke emissiefactoren.

In hun gedetailleerde analyse onderzoekers gebruikten een ruimtelijk expliciete, bottom-up benadering, op basis van dierinventarissen en op voeropname gebaseerde emissiefactoren, om de enterische methaanemissies voor runderen en de methaanemissies van mest voor runderen te schatten, varkens en pluimvee voor de aangrenzende Verenigde Staten.

De onderzoekers schatten de methaanemissies met behulp van een "gerasterde" benadering, de VS verdelen in GIS-eenheden van 0,1 bij 0,1 graad, die cellen creëerde van 31 vierkante mijl in het noorden van de Verenigde Staten tot 42 vierkante mijl in het zuidelijke deel van het land.

"Dit detailniveau stelde ons in staat om de methaanuitstoot in de landbouw nauwkeuriger te beoordelen op basis van activiteiten met vee, " verklaarde hoofdonderzoeker Alex Hristov, hoogleraar zuivelvoeding, die lid is van het huidige antropogene methaancomité van de National Academy of Sciences.

"We moeten meer specifieke informatie hebben over methaanemissies die lokale veepopulaties en kenmerken combineert met de verdeling van landschapskenmerken - en een gerasterde inventarisatiebenadering zorgt ervoor dat, " hij zei.

Volgens de EPA, de drie belangrijkste bronnen van antropogeen methaan in de Verenigde Staten zijn de gecombineerde energiesector:aardgas, aardoliesystemen en kolenwinning - die 40 procent van het totaal uitmaken; vee, 36 procent van het totaal; en stortplaatsen, 18 procent van het totaal.

De methaanemissies van veehouderijen zijn het resultaat van microbiële fermentatie en methanogenese in de voormaag van herkauwers en soortgelijke fermentatieprocessen in mest van zowel herkauwers als niet-herkauwende landbouwhuisdieren.

Methaan wordt ook geproduceerd door enterische fermentatie in het spijsverteringskanaal van niet-herkauwers, herbivoren, zoals paarden, ezels en muilezels, als gevolg van fermentatieprocessen in hun dikke darm. Echter, "achterdarmvergisters" produceren lang niet zoveel methaan per eenheid gefermenteerd voer als herkauwers, dus darm- of mestemissies van paardachtigen werden niet opgenomen in deze analyse. Evenmin waren de emissies van kleine herkauwers zoals schapen en geiten, die in de VS verwaarloosbaar zijn

County-niveau, jaarlijkse enterische methaanemissies voor alle staten werden geschat voor alleen runderen. In totaal 3, 063 provincies in de aangrenzende VS werden opgenomen in de methaanemissiedatabase voor runderen.

Vee-inventarissen per provincie werden verkregen uit de 2012 Census of Agriculture, wat de laatste volkstellingsgegevens zijn die momenteel beschikbaar zijn. Lichaamsgewichtgegevens voor runderen werden afgeleid uit EPA-records en de voeropname van droge stof werd geschat op basis van voorspellingsvergelijkingen van de National Research Council voor de verschillende categorieën runderen. Per rundveecategorie zijn methaanemissieopbrengstfactoren berekend.

Algemeen, het onderzoek, die deze maand werd gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie , leverde een totale methaanuitstoot van de Amerikaanse veestapel op van 19,6 miljard pond per jaar. Echter, onzekerheid over dat totaal hoog is, onderzoekers erkenden.

Vergeleken met enterisch methaan, het voorspellen van methaanemissies uit mest is een complexer proces en brengt een grotere onzekerheid met zich mee in de schattingen, merkten de onderzoekers op. Mest samenstelling, soort opslagfaciliteiten en mestretentietijd, en het milieu, met name de temperatuur, behoren tot de factoren die de methaanemissies uit mest beïnvloeden.

Er is grote onzekerheid in zowel de darm- als de mest-methaanuitstoot door vee, Hristov gaf toe. Hij zei dat onderzoek over de hele wereld heeft aangetoond dat variabiliteit in methaanuitstoot in de darm grotendeels kan worden verklaard met variabiliteit in de opname van droge stof in het voer. De nutriëntensamenstelling van het voer is ook belangrijk, maar heeft een kleinere impact op de enterische methaanproductie.

"Als de methaanemissies van vee in dit land echt twee keer zo hoog zijn als wat nu wordt geschat - en we geloven niet dat ze dat zijn - zou dat een grote doelstelling voor de landbouw zijn om maatregelen te nemen om deze emissies te verminderen, " zei Hristov. "Het hebben van een nauwkeurige en ruimtelijk expliciete beoordeling van de methaanemissies van vee is van cruciaal belang voor het verzoenen van top-down en bottom-up benaderingen, en het is het startpunt in elke mitigatie-inspanning."

"Onze analyse toonde aan dat de schattingen van de EPA dicht bij de werkelijkheid liggen, maar er is een discrepantie in de ruimtelijke verdeling van emissies. En, ons onderzoek bracht een grote discrepantie aan het licht met wereldwijde modellen zoals de EDGAR-inventaris (Emission Database for Global Atmospheric Research).