唐海明，湯文光，肖小平*，楊光立

1.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410125

土壤有機(jī)碳(SOC)是地球表層系統(tǒng)中最大且最具有活動(dòng)性的生態(tài)系統(tǒng)碳庫之一，它由進(jìn)入土壤中的生物殘?bào)w及其部分分解產(chǎn)物和土壤腐殖質(zhì)構(gòu)成，其含量的高低受氣候條件和人類活動(dòng)的共同影響。土壤有機(jī)碳庫是陸地碳庫的核心組成部分，也是全球碳循環(huán)的重要組成部分。據(jù)估計(jì)全球土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量約在1400～1500 Pg，其中農(nóng)田土壤貯存的碳占土壤碳貯量的8%～10%。由于土壤有機(jī)碳貯量的巨大庫容，其較小幅度的變化就可能影響到碳向大氣的排放，以溫室效應(yīng)影響全球氣候變化，同時(shí)也影響到陸地植被的養(yǎng)分供應(yīng)，進(jìn)而對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的分布、組成、結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深刻影響。

自20世紀(jì)80年代以來，農(nóng)田土壤固碳在一系列固碳減排措施中處于重要地位。土壤有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化日益成為全球有機(jī)碳研究的熱點(diǎn)，也是國(guó)際全球變化問題研究的核心內(nèi)容之一。我國(guó)農(nóng)田土壤有機(jī)碳呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且南方大于北方。增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳的固定不僅可以提高土壤生產(chǎn)力、減少大氣CO2含量，而且對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有舉足輕重的作用。因此，農(nóng)業(yè)中土壤有機(jī)碳的儲(chǔ)存與動(dòng)態(tài)變化對(duì)于正確評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)全球氣候變化的影響具有重要的理論意義。

1 我國(guó)農(nóng)田固碳減排的基本現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)田土壤碳的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化與所在的區(qū)域植被覆蓋、地理氣候、品種、土壤性質(zhì)、種植制度和施肥情況等控制植被生產(chǎn)力和凋落物分解速率的關(guān)鍵環(huán)境有關(guān)，而且環(huán)境中不確定因子存在明顯差異，對(duì)其凋落物有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)產(chǎn)生重要影響。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植水平的提高、農(nóng)業(yè)種植方式的變化，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的比例越來越大，秸稈還田量呈不斷上升趨勢(shì)，此外，化學(xué)肥料使用量逐年增加，農(nóng)家肥則有逐年減少的趨勢(shì)。這些農(nóng)田管理措施的改變，對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤碳的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化、溫室氣體排放產(chǎn)生較大影響[1-2]。

我國(guó)土壤碳密度偏低，反映了我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)總體質(zhì)量較低，應(yīng)對(duì)與抵御氣候變化的自然能力較弱，但這也提供了固碳減排的巨大空間。中國(guó)在過去的20年中，施化肥、施有機(jī)肥、配施、秸稈還田和免耕5種管理情景下土壤有機(jī)碳每年分別增加0.129、0.545、0.889、0.597和0.765 t·ha-1。從固碳潛力來看，免耕、配施和秸稈還田的作用較大，能使土壤有機(jī)碳在一定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到較高的平衡值。

因此，采取農(nóng)業(yè)分區(qū)的方法，根據(jù)長(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)量的限制，可將中國(guó)劃分為4個(gè)農(nóng)業(yè)區(qū)：東北旱作-熟區(qū)、北方旱作兩熟區(qū)、東南部水田兩熟三熟區(qū)和西北旱作兩熟區(qū)。從地區(qū)來看，黃淮海區(qū)、長(zhǎng)江上中游區(qū)和西南區(qū)在各種農(nóng)田管理措施下SOC年增加量較大，主要是適宜的水熱條件有利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成；而東北區(qū)除施有機(jī)肥外，其它措施下的SOC增加量均較小，其中施化肥措施下東北區(qū)SOC含量下降，主要是由于溫濕氣候區(qū)SOC恢復(fù)潛力較冷干的氣候區(qū)大[3]。此外，東北黑土地養(yǎng)分含量較高，其可吸收有機(jī)碳的空間有限，而東北區(qū)施有機(jī)肥的幾個(gè)試驗(yàn)土壤有機(jī)質(zhì)初始值較低，碳匯相對(duì)較大。

我國(guó)農(nóng)業(yè)以占全球不到9%的耕地養(yǎng)育了約占全球1/5的人口。自20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)體制和農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐條件發(fā)生了根本性的改變，農(nóng)業(yè)整體生產(chǎn)力大為提高，農(nóng)業(yè)土壤肥力質(zhì)量也發(fā)生了明顯的變化，這對(duì)農(nóng)業(yè)土壤固碳具有積極意義。國(guó)內(nèi)多個(gè)研究組對(duì)黃淮海平原、南方紅壤丘陵等地區(qū)、東北黑土區(qū)等中小區(qū)域尺度的有機(jī)碳水平的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，均顯示出我國(guó)農(nóng)田有機(jī)碳變化呈總體增加態(tài)勢(shì)。1970年以來，全國(guó)土壤肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)網(wǎng)的長(zhǎng)期試驗(yàn)也都顯現(xiàn)了良好施肥和高產(chǎn)管理下土壤有機(jī)質(zhì)的增加趨勢(shì)。在最近幾年發(fā)表的一些代表性的長(zhǎng)期試驗(yàn)研究顯示，無論在南方的紅壤地區(qū)、長(zhǎng)江中下游平原地區(qū)、四川盆地紫色土區(qū)，還是在黃淮海平原和東北旱地區(qū)，在配方施肥和有機(jī)、無機(jī)配合施肥條件以及良好的農(nóng)作制下農(nóng)田土壤有機(jī)碳均呈普遍的上升趨勢(shì)。蔡祖聰課題組通過對(duì)全國(guó)不同區(qū)域26個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn)站點(diǎn)29個(gè)長(zhǎng)期試驗(yàn)的農(nóng)田土壤有機(jī)碳變化情況的統(tǒng)計(jì)研究表明，在平衡施肥和有機(jī)、無機(jī)復(fù)合施肥下農(nóng)田表土有機(jī)碳含量每年增加0.05～0.29 Pg，估計(jì)在良好施肥下過去20年農(nóng)田表土有機(jī)碳固定量為0.2～1.6 Pg[4]。黃耀等[5]分析了我國(guó)1993年以來關(guān)于區(qū)域耕地土壤有機(jī)碳變化的200余篇文獻(xiàn)中近60000個(gè)土壤樣品的測(cè)定結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)近20年來53%～60%的耕地面積的土壤有機(jī)碳含量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，而30%～35%呈下降趨勢(shì)，4%～6%基本持平。這種趨勢(shì)在不同的地理氣候區(qū)存在差異。在此基礎(chǔ)上，他們估計(jì)近20年來中國(guó)農(nóng)田土壤表土有機(jī)碳儲(chǔ)量增加了300～400 Tg。同時(shí)也有研究表明，1982—2006年全國(guó)農(nóng)田土壤有機(jī)碳年平均增長(zhǎng)幅度達(dá)0.69%。在區(qū)域格局上表現(xiàn)為華北、華東、西北增長(zhǎng)明顯，而西南、華南和東北地區(qū)增長(zhǎng)不明顯。根據(jù)不同區(qū)域和不同土地利用下的平均增長(zhǎng)速率，估計(jì)全國(guó)農(nóng)田表土(0～20 cm)有機(jī)碳庫年均增加24.1～27.1 Tg。作為我國(guó)特殊的農(nóng)業(yè)土地利用方式，稻田面積相當(dāng)于旱地面積的約30%，不但是最重要的糧食生產(chǎn)保障，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)固碳減排十分重要的土壤類型和農(nóng)作系統(tǒng)。這進(jìn)一步支持了農(nóng)學(xué)家的觀點(diǎn)——稻田是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)選擇。稻田系統(tǒng)固碳可以起到減排、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的共贏作用。

2 我國(guó)農(nóng)田固碳減排的主要影響因素

近年來，農(nóng)田土壤碳固定的研究已經(jīng)成為國(guó)際全球變化研究的一個(gè)重要熱點(diǎn)。大量研究表明，土壤有機(jī)碳庫量變化受諸多因素影響，如采用保護(hù)性耕作措施、擴(kuò)大水田種植面積、增加秸稈還田、增加有機(jī)肥施用、采用輪作制度和土地利用方式等，由于帶來了物質(zhì)進(jìn)入量水平、水分狀況和施肥管理等的明顯差異，而導(dǎo)致土壤有機(jī)碳庫的顯著差別。

2.1 耕作措施

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心，連接著大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈，土壤碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，是全球碳循環(huán)的重要組成部分，在全球碳收支中占主導(dǎo)地位，因此與溫室效應(yīng)及氣候變化有著密切的聯(lián)系，影響著CO2的吸收與排放。除干旱、半干旱地區(qū)鈣質(zhì)土壤碳酸鹽中的碳外，大量的碳以有機(jī)質(zhì)的形式存留在土壤中。據(jù)Lal等[6]研究，全球耕地總固碳潛力為0.75～1.0 Pg·a-1，IPCC第四次評(píng)估報(bào)告剔除全球農(nóng)業(yè)固碳1600～4300 Mt a-1（以CO2計(jì)），其中90%來自土壤固碳。與自然土壤相比，農(nóng)田土壤在全球碳庫中最活躍。在自然因素和農(nóng)業(yè)管理措施(如：耕作、施肥和灌溉等)的作用下，農(nóng)田土壤碳庫在不斷地變化。翻耕通常被認(rèn)為是引起農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)含量下降的主要原因，大量的秸稈被燃燒使得固定在作物殘茬的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為CO2釋放到大氣中。再加上肥料的不合理施用，多年的傳統(tǒng)耕作會(huì)引起農(nóng)田土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量不斷地下降。Song等[7]的研究表明，墾耕可使土壤碳庫損失達(dá)1.74～2.07 Pg，這主要是耕作的機(jī)械作用和對(duì)農(nóng)作物殘留物的管理措施不合理造成的。據(jù)研究，土壤碳庫損失量的60%～70%可通過采用合理的管理措施重新固定。IPCC估算，通過合理的農(nóng)業(yè)管理措施，每年能使土壤碳庫提高0.4～0.9 Pg，持續(xù)50年，土壤碳庫可累積增加24～43 Pg。Six等[8]認(rèn)為，對(duì)傳統(tǒng)耕作農(nóng)田實(shí)行免耕，在剛開始階段會(huì)導(dǎo)致土壤碳庫的降低，而長(zhǎng)期免耕則有利于增加土壤碳庫。Huggins[9]發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化與其初始水平及干擾歷史有關(guān)，雖然保護(hù)性耕作可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，但它只能部分恢復(fù)前期碳損失，如果在耕種初期土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，那么試圖通過農(nóng)田管理來恢復(fù)到耕種前的水平，并使之保持相對(duì)穩(wěn)定是非常困難的。

中國(guó)是世界上重要的農(nóng)業(yè)大國(guó)，且歷史悠久，農(nóng)田管理措施對(duì)土壤固碳作用的影響已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。韓冰等[10]指出提高化肥施用量、秸稈還田量、有機(jī)肥施用量和推廣免耕，可以將我國(guó)農(nóng)田土壤的總固碳量提高到182.1 Tg·a-1。潘根興[11]認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)田土壤具有顯著的固碳減排潛力，其中稻作農(nóng)業(yè)的土壤固碳潛力十分突出。據(jù)報(bào)道，近20年來我國(guó)南方稻田生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳含量普遍呈升高趨勢(shì)，表現(xiàn)為重要的碳“匯”。王成己等[12]通過對(duì)長(zhǎng)期保護(hù)性耕作文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的整合分析得出，長(zhǎng)期保護(hù)性耕作下，中國(guó)農(nóng)田表土有機(jī)碳含量總體呈上升趨勢(shì)，水田比旱地更有利于促進(jìn)有機(jī)碳積累。

2.2 施肥情況

國(guó)內(nèi)的很多研究者對(duì)不同土壤類型、氣候條件和利用方式下的施肥方式進(jìn)行了研究，結(jié)果大都表明了有機(jī)肥或有機(jī)肥和化肥的配合施用能夠增加土壤表層碳儲(chǔ)量和提高土壤固碳，而單獨(dú)施用化學(xué)肥料所得出的結(jié)果則不盡相同。據(jù)彭華等[13]研究表明，施肥能夠增加表層土壤碳庫，促進(jìn)土壤對(duì)碳的固定作用，尤其是增施有機(jī)肥(稻草、豬糞)的效果更為顯著。潘根興[14]、鄭聚峰等[15]研究表明，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施可顯著增加土壤表層碳庫、降低土壤呼吸排放。周萍等[16]研究得出，化肥與豬糞配施處理下的土壤SOC含量顯著高于不施肥處理、單施化肥和化肥與秸稈配施處理。金琳等[17]認(rèn)為配施對(duì)中國(guó)碳匯效應(yīng)的作用較為明顯，可使SOC增長(zhǎng)0.889 t·hm-1·a-1，施有機(jī)肥的效果相當(dāng)，土壤有機(jī)碳的年增加量為C 0.545 t·hm-1·a-1，施化肥SOC每年增加C 0.129 t·hm-1·a-1，施單一氮、磷、鉀肥幾乎不能使SOC增加，甚至起負(fù)作用。孟磊等[18]研究表明，有機(jī)肥處理可通過提高作物生產(chǎn)力進(jìn)而增加系統(tǒng)碳匯。李潔靜等[19]報(bào)道有機(jī)無機(jī)肥配施下凈碳量是單施化肥下的3倍。李江濤等[20]認(rèn)為施肥顯著提高了水稻土顆粒態(tài)有機(jī)碳(POC)的含量，隨著化肥施用量和有機(jī)肥的增加，土壤POC含量升高。楊長(zhǎng)明等[21]認(rèn)為有機(jī)無機(jī)肥配施顯著增加潮土土壤POC等活性有機(jī)碳組分的含量。袁穎紅等[22]試驗(yàn)研究表明，長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響主要表現(xiàn)在表層，施入有機(jī)肥促進(jìn)了土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的增加。隨著年限的增加，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量都有增加的趨勢(shì)。

2.3 秸稈還田

秸稈可以作為土壤的改良物質(zhì)并具有作物所需N、P、K以及所有必需微量養(yǎng)分元素。中國(guó)1億hm2耕作土壤大約產(chǎn)生0.6 Pg·a-1的秸稈。20世紀(jì)80年代，每年高達(dá)80%的秸稈在田間或用作燃料被燃燒。然而隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和化石燃料（如煤和天然氣）在農(nóng)村的推廣，用作燃料的秸稈變得越來越少。以秸稈為原料制成堆肥施入到農(nóng)田土壤中是秸稈燃燒的有效替代途徑，堆肥的施入有利于提高土壤有機(jī)碳和氮的含量。金琳等[17]研究結(jié)果表明，秸稈還田和免耕可以在很大程度上提高土壤SOC含量。秸稈還田的固碳潛力較大，其土壤有機(jī)碳的年增加量為C 0.597 t·hm-1·a-1。王成己等[12]通過對(duì)長(zhǎng)期保護(hù)性耕作文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的整合分析，得出如下結(jié)論：(1)與少免耕相比較，秸稈還田能顯著增加土壤有機(jī)碳含量；(2)結(jié)合秸稈還田的綜合保護(hù)性耕作措施可以使稻田和旱地的有效固碳期限分別持續(xù)27 a和23 a，稻田在保持較高固碳速率的同時(shí)，延長(zhǎng)了有效固碳年限。萬運(yùn)帆等[23]報(bào)道，冬小麥土壤有機(jī)碳的更新高低順序?yàn)榻斩捝钍⒔斩挶砀?、秸稈移除和免耕；秸稈移除和免耕均?huì)導(dǎo)致土壤有機(jī)碳的輕微下降；冬小麥農(nóng)田總的溫室氣體排放88%以上來自CO2，特別是秸稈表覆和免耕95%以上來自土壤碳的損失而釋放的CO2。

2.4 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是受人類干擾最重的陸地生態(tài)系統(tǒng)，其土壤碳水平直接受人類活動(dòng)的影響且調(diào)控空間大，農(nóng)田土壤碳含量動(dòng)態(tài)特征及相關(guān)機(jī)制正日益受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。不少研究證明長(zhǎng)期耕作下農(nóng)田土壤碳含量趨于下降趨勢(shì)，尤其是單一施用化學(xué)肥料趨向更明顯，因?yàn)榛适┯眉巴寥栏鞔龠M(jìn)了土壤有機(jī)碳礦化。但也有許多研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用化肥下農(nóng)田土壤碳呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，尤其是保護(hù)性耕作措施下其土壤有機(jī)碳水平甚至超過開墾前的水平。這主要是化肥的施用提高了作物生物量積累，進(jìn)而逐步增加了作物向土壤的有機(jī)物料的輸入。許多研究已經(jīng)表明，通過作物根系或殘茬(如秸稈)來提高對(duì)土壤的有機(jī)物料投入，可以顯著提高土壤有機(jī)碳水平。Graham等[24]研究表明，表層以下10 cm深度內(nèi)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量隨作物殘留物輸入量的增加而提高。最近幾年來，許多文獻(xiàn)報(bào)道了不同尺度農(nóng)田有機(jī)碳含量提高的事實(shí)，所報(bào)道的土壤碳增加主要?dú)w結(jié)于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中產(chǎn)量提高所帶來的土壤有機(jī)物質(zhì)的輸入增加。而且大量試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，保護(hù)性耕作措施(如秸稈還田、多熟種植、少免耕、施用有機(jī)肥等)可以提高土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性和減緩其分解，進(jìn)而顯著提高土壤有機(jī)碳含量。

3 我國(guó)農(nóng)田固碳減排的主要對(duì)策

3.1 加強(qiáng)農(nóng)田碳循環(huán)和土壤碳匯效應(yīng)的研究

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)我國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放和固定等方面研究較多，而對(duì)碳循環(huán)和土壤碳匯效應(yīng)的研究報(bào)道還較少。在今后的研究中應(yīng)全面考慮農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的整體固碳減排效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)土壤碳的固定、積累與周轉(zhuǎn)及其對(duì)氣候變化的反饋機(jī)制研究，這對(duì)于正確評(píng)估土壤碳固定在溫室氣體減排中的作用，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)碳匯相關(guān)技術(shù)體系的研究構(gòu)建具有重要意義。

3.2 合理調(diào)整農(nóng)田土地利用結(jié)構(gòu)

目前，我國(guó)關(guān)于不同土地利用變化下土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的研究相對(duì)薄弱，而我國(guó)最近20多年來土地利用變化劇烈，無論是土地利用結(jié)構(gòu)的變化還是農(nóng)用地面積的變化，均造成區(qū)域和國(guó)家尺度土壤有機(jī)碳庫的強(qiáng)烈改變。我國(guó)農(nóng)業(yè)是世界上受人為活動(dòng)控制最強(qiáng)烈的生產(chǎn)系統(tǒng)，由于未來面臨高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙重挑戰(zhàn)，發(fā)展我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤固碳減排是十分緊迫的任務(wù)。因此，在良好的農(nóng)業(yè)氣候變化政策和措施下，我國(guó)農(nóng)業(yè)完全可能在保持和提高農(nóng)田碳庫與維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)高生產(chǎn)力之間找到平衡點(diǎn)。在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，可通過合理布局，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大秸稈還田面積和免耕技術(shù)運(yùn)用范圍，重視有機(jī)肥和廄肥的配合施用等措施，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)，從而達(dá)到進(jìn)一步提高土壤固碳減排能力的目標(biāo)。

3.3 農(nóng)田管理技術(shù)體系的創(chuàng)新

土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化不但受自然因素，如溫度、降水和植被類型的影響，而且很大程度上受施肥、秸稈還田、免耕和灌溉等農(nóng)業(yè)耕作管理措施的影響。在目前的種植模式下，通過現(xiàn)有農(nóng)田管理措施的改善來增加土壤固碳效應(yīng)的空間已經(jīng)很小，稻田土壤進(jìn)一步固碳的潛力有限。要想進(jìn)一步提高稻田土壤固碳的潛力，必須針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)模式，進(jìn)行種植系統(tǒng)的調(diào)整和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田管理技術(shù)體系的創(chuàng)新突破，減少農(nóng)田土壤的CO2凈排放。例如在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可通過調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大綠肥種植面積、擴(kuò)大油菜種植比例、減少冬閑比重、提高秸稈還田等是進(jìn)一步提高稻田土壤固碳潛力切實(shí)可行的技術(shù)途徑，對(duì)挖掘農(nóng)田土壤固碳潛力、提高農(nóng)田糧食生產(chǎn)力與緩解氣候變化趨勢(shì)具有重要的理論參考意義和技術(shù)指導(dǎo)價(jià)值。

3.4 加強(qiáng)農(nóng)田生物固碳減排技術(shù)的研究

隨著溫室氣體濃度的不斷增加，全球氣候變暖已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。因此，尋求減少溫室氣體排放、增加陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯以緩解氣候變化的固碳減排技術(shù)途徑已變得越來越迫切。土壤固碳和農(nóng)業(yè)減排作為一項(xiàng)有效減緩溫室效應(yīng)的重要途徑已受到國(guó)際社會(huì)的積極重視，相關(guān)的區(qū)域和國(guó)際合作計(jì)劃正在開展和實(shí)施當(dāng)中，各國(guó)也已紛紛出臺(tái)相關(guān)政府措施以加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。我國(guó)政府高度重視全球氣候變化問題，先后采取了一系列行動(dòng)來應(yīng)對(duì)全球氣候變化的挑戰(zhàn)，目前生物固碳技術(shù)和固碳工程已被列入我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。生物固碳作為一種目前最安全、有效、經(jīng)濟(jì)的固碳減排方式，已經(jīng)引起了國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，成為眾多學(xué)科交叉研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。目前溫室氣體的生物固碳減排措施主要包括，生物質(zhì)能源利用(作物秸稈所制備的生物炭、作物秸稈添加制劑后還田和生物黑炭等)、農(nóng)田和草原土壤固碳、造林、再造林及減少伐木等。

3.5 注重降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體排放

土壤有機(jī)碳與溫室氣體有著密切的關(guān)系，其變化直接影響CO2的排放量，進(jìn)而影響氣候變化。降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體排放，提高農(nóng)業(yè)土壤的碳儲(chǔ)量，也就是做到了農(nóng)業(yè)的固碳減排。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體排放中以CO2的排放占到首位，要做到農(nóng)業(yè)的固碳減排，就要盡量降低農(nóng)業(yè)碳排放，如降低土壤有機(jī)質(zhì)的礦化、增強(qiáng)土壤固定新鮮有機(jī)碳的能力以及減少農(nóng)業(yè)秸稈的焚燒等。在已有稻田土壤固碳機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，為減緩氣候變化的不利影響，在農(nóng)田管理方面通過大力推廣免耕技術(shù)，增加秸稈還田面積，合理施用化肥和有機(jī)肥、秸稈深施等有效措施，降低農(nóng)業(yè)土壤CO2和N2O的釋放，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)土壤的有效固碳。

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