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《中国粮食生产的温室气体排放强度与低碳农业可持续发展》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 金慧敏
  • 发布时间：2015-04-10

  • 中国农科院环发所农业气象学科首席科学家林而达研究员率领的研究团队针对中国粮食生产的温室气体排放强度进行了评估和分析。该项研究核算了2006年省级层面的三大粮食作物生产过程中的温室气体排放强度，突出了不同地区在生产单位粮食时对温室气体排放的异质性。同时分析了从1995年到2010年各个区域粮食生产温室气体强度的历史变化趋势。相关的研究结果于2014年11月在线发表在国际权威期刊《Climatic Change》，为低碳农业的可持续发展提供了技术支撑。

    中国在协调粮食安全与低碳转型目标时面临着巨大的挑战。2005年，农业贡献了中国温室气体排放量的11%，而三大粮食作物占农业温室气体排放的约32％。因此要向低碳农业转型，需要减少单位产量的温室气体排放强度。该研究评估了从2006年各省市的粮食生产排放强度，以及1985年至2010年的全国范围以及各个地区的强度变化趋势。研究结果表明中国各个省份和地区之间的粮食生产温室气体排放强度差异显著。相比于小麦和玉米，水稻由于甲烷排放，单位产量的温室气体强度最高，并与产量水平相关性更大。整体来讲，华南和华中在生产相同产量的水稻时温室气体排放量最高，而小麦产量的温室气体强度最高的省份位于华北和西北。西南地区的特点是最高的玉米温室气体强度，但最低的水稻强度。相比基准情景，如果每年减少氮投入2％，再加上改善的水稻田管理措施，将能减少三大粮食作物2020年温室气体排放总量的17％，同时能满足增产需求，确保粮食安全。如果采取更好的农田肥料、水分和土壤管理方法，将显著提高土壤有机碳，进一步降低粮食生产的碳足迹。为了在实现全面减排潜力的同时最大限度地推进农业发展，适当的政策的设计应该针对当地的具体条件。

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    • 5月17日，中国农业农村低碳发展报告发布会暨第十八届农业环境学术研讨会在北京举行，发布了《2025中国农业农村低碳发展报告》（以下简称报告）。报告显示，我国农业农村减排固碳工作有序推进，生态低碳农业稳步提升，减排固碳科技创新快速发展，农产品碳足迹核算体系不断完善，低碳农业新模式不断涌现，农业农村低碳发展取得明显成效。 农业农村减排固碳成效显著 中国农业科学院农业农村碳达峰碳中和研究中心主任、农业农村部农业农村生态环境综合实验室主任梅旭荣表示，报告基于稳产保供、资源利用、生态服务、低碳发展和经济发展5个维度、26项指标，构建了生态低碳农业发展评价指标体系，明确2016-2022年31个省（区、市）生态低碳农业发展基本态势，我国正处于从传统生产模式向可持续发展转型的关键攻坚阶段，区域间发展存在一定的结构性差异和不均衡性，东、中部地区发展较快，西部地区提升潜力较大。 报告指出，2022年我国发布《农业农村减排固碳实施方案》以来，先后发布和实施了数十项政策、措施，我国农业农村绿色低碳转型和高质量发展取得了显著成效。 在畜牧业领域，截至2023年，全国畜禽养殖规模化率达73.2%，种养结合农牧循环发展新格局初步形成，全国畜禽粪污综合利用率达79.4%。 在渔业减排中，我国鼓励建造新材料新能源渔船，研制节能环保装备，研发了适用于养殖期间调控底质的池塘底质改良机；结合紫菜养殖模式，相关科研单位联合研发了节能环保型紫菜采收作业工船等。 在农田和草地固碳扩容方面，我国建立了国家、省、市、县四级秸秆资源数据平台，2022年，全国主要农作物的秸秆产生量为8.65亿吨，可收集量7.31亿吨，综合利用率达88.1%，肥料化利用率为57.6%。通过推广测土配方施肥和有机肥替代化肥等措施，2023年全国农用化肥施用量5021.7万吨，且连续8年保持下降趋势。此外，自2020年实施推广应用保护性耕作技术3年以来，东北四省（区）已累计在223个项目实施县实施保护性耕作2.01亿亩次，2022年实施面积达到8300万亩。 在农机节能减排方面，报废更新推动产业转型升级，加速淘汰高耗能及落后农机，促进新型、高端、智能、绿色农机推广应用，提升了农机装备作业质量、作业效率、可靠性和适用性，有效减少了化石能源消耗。 在可再生能源替代方面，积极推进农村沼气转型升级，截至2023年底，以畜禽粪污、秸秆等农业废弃物为原料的各类中小型沼气工程、大型和超大型沼气工程分别为6.22 万处和5518 处。大力推进秸秆打捆直燃集中供暖，辽宁、黑龙江、山西、河北等地开展了秸秆打捆直燃集中供暖试点示范。有序扩大秸秆成型燃料推广范围， 2023年全国固化成型燃料工程1919处，年产量1239.45万吨。大面积推广应用太阳能利用技术，至2023年底，全国累计推广太阳房37.38万处，安装太阳能热水器4101.9万台，推广太阳灶73.57万台。 科技创新助力农业低碳取得新进展 农业既是受气候变化影响较大的脆弱行业，也是温室气体排放的来源之一。在保证粮食安全的前提下，如何减少农业生产过程中温室气体排放、增加土壤固碳能力，已成为全球可持续发展的关键议题。 在农业减排方面，报告指出，2015年是我国作物温室气体排放强度的转折点，2015-2020年作物生产温室气体排放强度水平下降了16%。节水灌溉技术不仅能显著减少温室气体排放，还可提高作物生产力和水资源利用效率。与传统淹水灌溉相比，浅层灌溉和间歇灌溉可分别节水44%和67%，降低了37%全球净增温潜势和44%温室气体净排放强度。精准施肥技术可合理调整施肥量和时机，避免因过量施肥导致的氧化亚氮排放。相比普通氮肥处理，秸秆还田配施缓控施肥处理显著提高小麦和玉米产量14.6%和13.2%，减少年平均温室气体排放总量10.7%。轮作与间作种植技术可有效提高养分和光温水利用效率，降低氧化亚氮排放。 在农业固碳方面，通过保护性耕作、免耕、降低土壤密度、深松、局部施肥等措施，改变根系形态和结构、根际沉积物质量和数量、根系碳的分解和稳定、微生物生物量和活动，从而增加碳固存，影响土壤碳固存。 “当前，新的科技成果不断运用到农业生产中，不断助力农业农村绿色低碳发展。”梅旭荣介绍，“如基于监测与自动控制的智慧农业技术，可实现生产管理与化肥农药投入以及动植物生长过程、需求精准匹配，有效应对气候变化导致的水、光照、热量等气候资源变化。” 多种农产品碳足迹稳步下降 报告还发布了油菜、柑橘、鸡蛋等农产品的碳足迹。梅旭荣介绍，按照《2019年IPCC国家温室气体清单指南》的核算方法和全生命周期碳足迹核算框架，采用从“摇篮到大门”的系统边界，也就是从生产资料准备到农业生产过程，去核算种植农产品油菜和柑橘，以及养殖农产品鸡蛋的碳足迹。 2015年至2022年，我国油菜生产中，每千克油菜碳足迹均值为0.84千克二氧化碳当量，也就是说，从“摇篮到大门”，每千克油菜生产中，会产生相当于0.84千克二氧化碳的温室气体排放，这一数据，接近全球平均水平，并且这一数据呈波动下降趋势。 2015年至2022年，我国柑橘生产中，每千克柑橘碳足迹为0.17千克二氧化碳当量，梅旭荣表示，“这一数据低于全球其他国家，甚至可以说是全球最低的。” 报告还核算了2024年不同生产模式下，鸡蛋的碳足迹。梅旭荣介绍，大型养殖场的碳足迹比较低，每千克鸡蛋的碳足迹为1.02千克二氧化碳当量，而中型养殖场则为1.25千克二氧化碳当量。不同规模养殖场鸡蛋碳足迹存在明显差异，中型养殖场的鸡蛋碳足迹高于大型养殖场。饲料种植加工环节碳足迹贡献最大，其次为饲料运输环节、粪便管理环节和养殖场能源环节。但总体来说，我国鸡蛋的碳足迹，低于全球大部分国家。 “未来我们还将继续进行更多的检测和核算，精准识别出减排潜力的关键环节和区域，这有利于促进绿色消费和低碳生产的良性互动，更好地践行大食物观。”梅旭荣说。 报告还对未来“十五五”时期的农业农村低碳发展，提出了战略方向建议。报告建议，进一步完善碳排放统计核算体系，将农业温室气体排放纳入全口径核算范围；建立能耗双控向碳排放双控全面转型新机制，推动以碳强度控制为目标的低碳发展模式；加强生物、信息、材料科学与农业减排固碳科技深度融合，创新驱动农业农村低碳发展；探索人-地-粮-生态协同发展路径，创建农业农村低碳发展的中国标准和中国方案。
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  • 《有机农业支持世界可持续发展的关键》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：金慧敏
    • 发布时间：2016-02-25
    • 回顾性研究--“二十一世纪的有机农业”（Organic Agriculture in the 21st Century），被自然植物学报二月刊以封面刊出，该研究共同作者为华盛顿州立大学土壤和农业生态学终身教授雷甘纳德和生态学博士乔纳森那里。这一研究首次通过美国国家科学院确定的四个可持续性目标：生产力、经济、环境和社会福祉，对有机和传统农业进行了比较，分析了40年有机农业研究。 “数以百计的科学研究表明有机农业应在养活这个世界中发挥作用，”该研究的主要作者雷甘纳德说。“30年前，只有几个对有机与传统农业进行比较的研究。在过去的15年中，这些研究已经飞速增长。”有机生产目前仅占全球农业用地的百分之一，尽管近20年来已经在快速增长。 批评者们长期以来一直认为，有机农业是低效的，从而需要更多的土地来产生同样数量的食物。回顾性研究论文阐述了有机产量可以高于传统耕作方法的案例。 “严重干旱条件可能会因气候变化导致干旱加剧，但有机农场有高产量的生产潜力，因为有机耕种的土壤有较高的持水力。”雷甘纳德说。 然而，即使产量可能较低，有机农业对是农民也是较有利可图的，因为消费者愿意支付更多。价格上涨可以作为补偿农民提供生态系统服务和避免环境损害或外部成本的一种方法。 回顾性报告中，大量研究也证明了有机生产的环境效益。总体而言，有机农场更倾向于储存更多的土壤碳，有更好的土壤质量，减少土壤侵蚀。有机农业产生更少的土壤和水污染，减少温室气体排放，它的能源效率更高，因为它不依赖化肥或杀虫剂。它也与植物、动物、昆虫和微生物以及遗传多样性的生物多样性紧密相关。生物多样性增加了自然提供的服务，如授粉和提高农业系统的能力以适应不断变化的条件。 甘纳德和生态学博士乔纳森那里表示，没有任何单一类型的农业可以养活世界。相反，我们需要一个平衡的系统，“混合有机和其他创新的农业系统，包括农林、综合农业、保护农业、混合作物/畜牧和还未被发现的系统。” 雷甘纳德和沃切特建议改变政策以解决阻碍有机农业的发展障碍。这些障碍包括转到有机认证的成本、劳动力和市场准入的缺乏以及缺乏适当的基础设施用于存放和运输食品。需要法律和金融工具以鼓励采用创新、可持续的耕作方式。
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