農(nóng)業(yè)與全球變化?？把?/h1>
2020-12-30 10:56:57蔡祖聰
20世紀(jì)80年代末期，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所王明星先生領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)與美國(guó)和德國(guó)的科學(xué)家合作，開(kāi)始在田間條件下原位測(cè)定我國(guó)稻田CH4排放量，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域溫室氣體排放研究的先河。本人有幸參加了王明星先生主持的項(xiàng)目總結(jié)會(huì)議，由此了解到溫室氣體和全球變化問(wèn)題。在中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所趙其國(guó)院士和邢光熹先生的鼓勵(lì)和支持下，繼王明星先生的工作后，與日本國(guó)立農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)研究所合作，開(kāi)始了稻田CH4和N2O排放的研究。當(dāng)初愿意改變自己的研究方向，進(jìn)行一項(xiàng)對(duì)自己是全新的，更不是熱門的研究工作，驅(qū)動(dòng)力只是非常不能接受我國(guó)種植了幾千年的水稻，被描繪成了全球變化的禍?zhǔn)字唬Ｍㄟ^(guò)親身參與，對(duì)我國(guó)稻田CH4排放量作個(gè)客觀的評(píng)估。令人欣慰的是，隨著測(cè)定數(shù)據(jù)的不斷積累和對(duì)稻田CH4排放影響因素及作用機(jī)理研究的不斷深入，至20世紀(jì)末，對(duì)全球稻田CH4排放量已經(jīng)有了比較客觀的估算，并在領(lǐng)域內(nèi)形成了共識(shí)。受國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助，由本人主持于2001年在南京召開(kāi)了稻田溫室氣體排放的學(xué)術(shù)研討會(huì)，IPCC稻田溫室氣體排放專家組5名成員中的4位參加了會(huì)議。作為會(huì)議結(jié)論，提出了目前不需要采取任何措施減少稻田CH4排放量的建議（見(jiàn)Summary of the Workshop on GHG Emissions from Rice Fields in Asia,Nutrient Cycling in Agroecosystems,2002,64卷，1-2期），還了水稻生產(chǎn)一個(gè)公正。完全出乎意料的是，此后，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的全球變化研究不僅未因此而宣告結(jié)束或中斷，反而成為了研究熱點(diǎn)，研究隊(duì)伍不斷壯大，研究領(lǐng)域不斷拓展。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全球變化研究成為熱點(diǎn)而更加受到重視的根本原因是因?yàn)楸臼兰o(jì)已經(jīng)過(guò)去的20年，大氣CO2、CH4和N2O濃度繼續(xù)增加，全球變暖趨勢(shì)更加明顯，極端氣候事件頻繁發(fā)生。種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)雖不是全球變暖的主導(dǎo)因素，但顯然也做了不可忽視的貢獻(xiàn)。就大氣N2O濃度增加而言，農(nóng)業(yè)更是最主要的人為源。水稻生產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)在大氣CH4的人為排放源中占有重要的地位。農(nóng)田土壤固碳，雖然對(duì)于減緩大氣CO2濃度持續(xù)升高的作用非常有限，但增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量，通常情況下提高土壤肥力水平，這是遏制全球變化措施中極少可以實(shí)現(xiàn)雙贏的措施。在氣候變化成為全人類最受關(guān)注的生存環(huán)境問(wèn)題的大背景下，深入研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放規(guī)律和減排固碳潛力，為采取有效的減排固碳措施貯備科學(xué)知識(shí)和技術(shù)方法自有其必要性和緊迫性。再一方面，極為依賴氣候的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，首當(dāng)其沖地受到氣候變化的影響。因此，研究過(guò)去和未來(lái)氣候變化情景對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響是人類為保障糧食安全而必須進(jìn)行的未雨綢繆的行動(dòng)。
在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部國(guó)家重大研究計(jì)劃項(xiàng)目等的大力、持續(xù)資助之下，過(guò)去30余年中，我國(guó)在農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，積累了世界上最為豐富的田間原位測(cè)定數(shù)據(jù)，研究領(lǐng)域涵蓋了氣候變化及其相關(guān)的各個(gè)方面。但依據(jù)本人掌握的有限信息，至今未對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域取得的研究成果作過(guò)系統(tǒng)的總結(jié)。為此，《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》開(kāi)設(shè)了“農(nóng)業(yè)與全球變化”?？?qǐng)本領(lǐng)域的專家，從農(nóng)業(yè)對(duì)全球變化的貢獻(xiàn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)全球變化的響應(yīng)和農(nóng)業(yè)溫室氣體減排3個(gè)方面介紹了農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域的研究進(jìn)展，展望了未來(lái)的發(fā)展方向。?？彩占?8篇論文，包括了少數(shù)幾個(gè)案例研究。祈望本?？兄谧x者了解我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題、已經(jīng)取得的研究成果和未來(lái)的發(fā)展方向。同時(shí)祈望本專刊的發(fā)表有助于推進(jìn)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域階段性研究成果的提煉和總結(jié)。
在專刊發(fā)表之際，特別感謝28篇論文的作者，接受邀請(qǐng)，撥冗撰稿；感謝匿名審稿人為提高文章質(zhì)量做出的貢獻(xiàn)；感謝編輯部同仁們?yōu)閷？皶r(shí)發(fā)刊付出的辛勤勞動(dòng)。
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農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全球變化研究成為熱點(diǎn)而更加受到重視的根本原因是因?yàn)楸臼兰o(jì)已經(jīng)過(guò)去的20年，大氣CO2、CH4和N2O濃度繼續(xù)增加，全球變暖趨勢(shì)更加明顯，極端氣候事件頻繁發(fā)生。種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)雖不是全球變暖的主導(dǎo)因素，但顯然也做了不可忽視的貢獻(xiàn)。就大氣N2O濃度增加而言，農(nóng)業(yè)更是最主要的人為源。水稻生產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)在大氣CH4的人為排放源中占有重要的地位。農(nóng)田土壤固碳，雖然對(duì)于減緩大氣CO2濃度持續(xù)升高的作用非常有限，但增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量，通常情況下提高土壤肥力水平，這是遏制全球變化措施中極少可以實(shí)現(xiàn)雙贏的措施。在氣候變化成為全人類最受關(guān)注的生存環(huán)境問(wèn)題的大背景下，深入研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放規(guī)律和減排固碳潛力，為采取有效的減排固碳措施貯備科學(xué)知識(shí)和技術(shù)方法自有其必要性和緊迫性。再一方面，極為依賴氣候的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，首當(dāng)其沖地受到氣候變化的影響。因此，研究過(guò)去和未來(lái)氣候變化情景對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響是人類為保障糧食安全而必須進(jìn)行的未雨綢繆的行動(dòng)。
在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部國(guó)家重大研究計(jì)劃項(xiàng)目等的大力、持續(xù)資助之下，過(guò)去30余年中，我國(guó)在農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，積累了世界上最為豐富的田間原位測(cè)定數(shù)據(jù)，研究領(lǐng)域涵蓋了氣候變化及其相關(guān)的各個(gè)方面。但依據(jù)本人掌握的有限信息，至今未對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域取得的研究成果作過(guò)系統(tǒng)的總結(jié)。為此，《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》開(kāi)設(shè)了“農(nóng)業(yè)與全球變化”?？?qǐng)本領(lǐng)域的專家，從農(nóng)業(yè)對(duì)全球變化的貢獻(xiàn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)全球變化的響應(yīng)和農(nóng)業(yè)溫室氣體減排3個(gè)方面介紹了農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域的研究進(jìn)展，展望了未來(lái)的發(fā)展方向。?？彩占?8篇論文，包括了少數(shù)幾個(gè)案例研究。祈望本?？兄谧x者了解我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題、已經(jīng)取得的研究成果和未來(lái)的發(fā)展方向。同時(shí)祈望本專刊的發(fā)表有助于推進(jìn)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)全球變化領(lǐng)域階段性研究成果的提煉和總結(jié)。
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