发布机构: 发布日期: 2022-08-03 15:48:52

薛建福:加强农业科技创新,促进农业减排增汇

2021年3月15日,习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议,研究促进平台经济健康发展问题和实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措,会议强调“要提升生态碳汇能力,强化国土空间规划和用途管控,有效发挥森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土的固碳作用,提升生态系统碳汇增量。”农业既是全球重要的温室气体排放源,又是一个巨大的碳汇系统。据联合国粮食与农业组织(FAO)的统计,农业用地释放出的温室气体超过全球人为温室气体排放总量的30%,相当于每年产生150亿吨的二氧化碳;农业生态系统可以抵消掉80%的因农业导致的全球温室气体排放量。有关学者研究指出,目前中国按农作物面积计算,年净吸收二氧化碳约22.8亿吨。基于此,本文结合山西省农业发展阶段性特征以及农业碳排放的趋势和规律,提出山西省农业助力于2030年碳达峰的相关建议和途径。

一、积极探索完善山西省农业碳足迹评价体系

我国农业温室气体排放约占总碳排放的21%,通过有效的措施减少温室气体排放是众多国际科学家所努力的方向,而定量评价农业生产过程各个环节所造成的温室气体排放量是评估农业减排潜力前提。当前国内关于农业碳排放的研究大多集中于农田土壤排放,而对农业生产中各项投入的碳排放考虑较少,往往忽视或低估了这部分隐含在农用能源和农业工业投入品生产过程中的碳排放,这将严重影响农业系统减排和低碳农业发展战略的制定。基于此国际上开发了碳足迹的概念来评价某项产品或服务生产对气候变化产生影响。当前对于农业系统及农产品碳足迹的研究已经很多,如DubeyLal利用投入——产出方法计算并比较印度旁遮普邦与美国俄亥俄州农产品生产系统的碳足迹。Pathak et al.利用生命周期方法分析印度24种农产品的碳足迹得出,不同的农产品碳足迹差异较大,其中生产普通水稻的碳足迹是小麦的10.2倍,蔬菜的43.3倍;且大多数农产品的碳足迹中,87%来源于生产阶段。近年来,国内关于农业生产系统的碳足迹及其构成要素分析已有部分研究成果,亦有部分学者开始针对主要农产品碳足迹进行探讨。Cheng et al.分析1993~2007年我国作物生产系统认为,每单位面积和单位质量碳足迹平均约为1.23 Mg·CO2-eq·hm-20.17 kg·CO2-eq·kg-1,其中,肥料是最大的贡献者,约占60%Cheng et al.基于国家统计数据,对我国主要粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的碳足迹进行了评价,其中基于单位面积与单位产量的水稻碳足迹分别为9.06 Mg·CO2-eq hm-21.36kg·CO2-eq·kg-1,远远高于其他三种作物的碳足迹,其69%的碳足迹来源于稻田CH4排放,其次为氮肥(16%)和灌溉(7%)。目前山西省农业生产碳排放的时空分布规律、主粮及杂粮杂豆等特色农产品生产的碳足迹并不清楚,尤其农业能源造成的碳足迹还未有详细的核算。故山西省农业在今后的发展过程中应加强此方面的研究和总结。

二、建立农业碳汇新模式

由于农作物每年从大气中吸收大量的CO2,且土壤具有一定的碳汇功能,农业生态系统也是全球重要的“碳汇”之一。土壤是陆地生态系统的核心,是人类赖以生存的重要基础。土壤有机碳是土壤肥力形成的基础,其不但影响土壤质量和功能,而且在全球气候变化中扮演着重要角色。据估计,全球1 m深度土壤有机碳库约为1550 Gt,约为大气碳库的2倍,为陆地植物碳库的3倍。因此,土壤碳库微小的变化能够引起大气CO2浓度较大的变化,甚至全球碳循环,土壤对碳固存有着极其重要的作用。土壤固碳是当前应对大气CO2浓度升高经济可行且环境友好的重要途径之一。2015年,法国农业部提出了“千分之四全球土壤增碳计划”,随后《联合国气候变化框架公约》正式启动,该计划实施的依据是全球1 m深度土壤碳库增加千分之四,则能够抵消当前全球CO2净排放。该计划期望通过提高土壤有机碳含量既服务于全球粮食安全,又可以为缓解气候变化提供支撑。国内外大量研究表明,合理施用有机肥与化肥、秸秆还田、采用轮作、保护性耕作等农作管理措施是提升土壤固碳速率、增强土壤碳汇功能的重要途径。未来50年,如果实施有效的农田管理措施(包括有机肥应用、秸秆还田、保护性耕作)将提升土壤固碳率约为30-36%(相当抵消工业温室气体排放3.4-19%)。目前山西省土地总面积约15万平方公里,其中未利用面积约占全省土地总面积的32.1%,其次为耕地(7205万亩,约占30.6%)、林地(5483万亩,约占23.3%)和牧草地(1265万亩,约占5.4)。同时地形地貌复杂、种植作物多样化程度高,土壤固碳效应及其潜力评价难度大。更为重要的是省内关于农业碳排放核算、固碳增汇现状与潜力评价、农田土壤固碳效应与影响机制的研究非常之少,基于农作技术对农田土壤固碳贡献的研究也是少之又少因此加强土壤固碳关键核心技术攻关,合理布局改种作物,改善施肥技术、耕作技术、灌溉技术等农田管理措施,实现土壤固碳,建立农业碳汇新模式对山西农田土壤增汇及推进碳中和重大战略有重要意义。

供稿人:薛建福 作物生态与旱作栽培生理山西省重点实验室 山西农业大学 副教授


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