程秀娟
(1.開封大學財政經(jīng)濟學院,河南 開封 475004;2.中國社會科學院大學,北京 102488)
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估報告第一工作組報告指明,2011—2020 年全球地表溫度比1850—1900 年高1.09 ℃[1],全球變暖對人類生存和發(fā)展帶來更為嚴峻的挑戰(zhàn)。氣候變化由人類活動排放溫室氣體造成。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(UN FAO)在第26 屆聯(lián)合國氣候變化大會上指出,1990—2019 年,全球農(nóng)業(yè)溫室氣體(包含二氧化碳、甲烷和氧化亞氮)排放量增加了17%;2019 年全國人為排放量為540 億t 二氧化碳當量,其中農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量為170 億t 當量,占比31%;2019 年農(nóng)業(yè)甲烷排放量和氧化亞氮排放量占比分別為53%和78%。農(nóng)業(yè)溫室氣體排放(包含二氧化碳、甲烷和氧化亞氮)是全球溫室氣體排放量的最大貢獻者,也是溫室氣體減排的主體。習近平總書記在第75 屆聯(lián)合國大會上提出中國2 個階段碳減排奮斗目標(以下簡稱“雙碳”戰(zhàn)略目標),力爭到2030 年二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060 年實現(xiàn)碳中和。根據(jù)這一重大戰(zhàn)略部署,中國將加快推進理論與政策研究,明確“雙碳”戰(zhàn)略目標的具體路徑,破解減碳固碳難題。
圍繞農(nóng)業(yè)減排固碳積累了豐碩的研究成果,更多關(guān)注農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的影響因素和排放量、減排固碳措施等主題。圍繞農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量的監(jiān)測,主要運用持續(xù)更新的IPCC 清單方法進行核算。譚秋成[2],閔繼勝等[3]結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程、化肥和能源投入,對中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量進行計算及區(qū)域匯總。李陽等[4]研究發(fā)現(xiàn),在高情景和中情景下中國農(nóng)業(yè)非二氧化碳的溫室氣體排放量呈上升趨勢,區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與其農(nóng)業(yè)二氧化碳的溫室氣體排放的脫鉤狀態(tài)具有異質(zhì)性。圍繞農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的影響因素,學者主要結(jié)合農(nóng)業(yè)溫室氣體的不同排放來源進行因素剖析,種植業(yè)、農(nóng)田土壤和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料是二氧化碳排放的主要來源[5],水稻種植、動物腸道發(fā)酵和動物糞便是甲烷和氧化亞氮的主要來源,農(nóng)業(yè)機械總動力、農(nóng)業(yè)柴油量、化肥施用量、耕作方式與灌溉是主要影響因素[6-8]。圍繞減排固碳措施,學者分別討論了減排固碳的主要措施與現(xiàn)實困難。從農(nóng)業(yè)室溫氣體排放來源來看,科學水肥管理與保護性耕作有助于農(nóng)田減排[8,9],同時農(nóng)村生活減排和生物質(zhì)能源利用存在巨大減排潛力[10];從農(nóng)田碳匯來看,保護性耕作、農(nóng)林復合系統(tǒng)、覆蓋作物輪作有助于提高農(nóng)田土壤碳庫儲量[11,12],促進農(nóng)田增匯是有效的固碳措施;從固碳和減排的協(xié)同效應來看,氮肥與秸稈還田技術(shù)產(chǎn)生的溫室氣體排放對農(nóng)田土壤固碳存在不同程度的抵消效應[13],農(nóng)機節(jié)能減排對農(nóng)田土壤固碳效應有5.31%~40.40%的強化效應[14],減排固碳協(xié)同并進需要進一步探索。然而,從減排的收益來看,農(nóng)業(yè)面源污染減排的經(jīng)濟收益不明顯,農(nóng)民增收效應不足,農(nóng)民缺乏減排的積極主動性[15]。已有研究對農(nóng)業(yè)溫室氣體排放與減排固碳提供了研究基礎(chǔ),但對農(nóng)業(yè)減排固碳的輻射效應和增收效應探討不足,尤其是推進農(nóng)業(yè)溫室氣體減排固碳的動力機制有待進一步研究。
《2030 年前碳達峰行動方案》明確提出要推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳,大力發(fā)展綠色低碳循環(huán)農(nóng)業(yè),開展耕地質(zhì)量提升行動,實施化肥農(nóng)藥減量替代計劃。針對農(nóng)業(yè)溫室氣體的不同類別,排放來源、排放現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)減排固碳等問題有待研究?;诖?,參考IPCC 排放因子和《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》估算農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量,圍繞農(nóng)業(yè)減排潛力和土壤固碳潛力,農(nóng)業(yè)減排固碳的主要措施展開討論,明確農(nóng)業(yè)減排固碳的動力機制,為實現(xiàn)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標做出更大貢獻。
結(jié)合農(nóng)業(yè)溫室氣體排放來源和排放物的成分來看,種植業(yè)、農(nóng)田土壤、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料是農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的4 大來源,主要產(chǎn)生甲烷、氧化亞氮和二氧化碳3 種溫室氣體。二氧化碳排放主要來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中直接或間接的能源消費、農(nóng)作物根系的呼吸以及有機質(zhì)的腐爛分解。土壤微生物數(shù)量及其活性、有機質(zhì)含量、溫度、濕度、水分等是二氧化碳排放量的主要影響因子[16,17]。農(nóng)業(yè)非二氧化碳溫室氣體(包含甲烷和氧化亞氮)是農(nóng)業(yè)溫室氣體的主體,以下重點討論農(nóng)業(yè)非二氧化碳溫室氣體的排放來源。
1.1.1 農(nóng)業(yè)甲烷排放 農(nóng)業(yè)面源排放的甲烷主要來自于水稻田生產(chǎn)、動物腸道發(fā)酵和動物糞便,排放量占人為甲烷排放總量的57%[18]。①水稻田產(chǎn)生甲烷。水稻生長期間,土壤中甲烷菌在厭氧條件下通過二氧化碳與氫氣的還原反應產(chǎn)生甲烷。水稻品種、耕地方式、灌溉方式、施肥量和方式是水稻田甲烷排放的主要影響因子[19]。②動物腸道發(fā)酵產(chǎn)生甲烷。牛、山羊和綿羊等反芻動物具有獨特的消化系統(tǒng),在腸道發(fā)酵的過程中瘤胃中的二氧化碳和氫氣還原反應產(chǎn)生甲烷,通過動物的嘴和鼻孔排放。動物種類、動物年齡與體重,飼料的化學物理特性,采食水平和采食時間,動物的健康狀況等是影響甲烷排放的主要影響因子。③動物糞便產(chǎn)生甲烷。動物糞便中的有機物在厭氧環(huán)境下發(fā)酵產(chǎn)生甲烷,糞便管理方式和環(huán)境的溫濕度是甲烷排放量的主要影響因子。
1.1.2 農(nóng)業(yè)氧化亞氮排放 農(nóng)業(yè)面源排放的氧化亞氮主要來自于農(nóng)田土壤施肥、動物糞便與農(nóng)田土壤本底。①農(nóng)田土壤施肥產(chǎn)生氧化亞氮。氮肥和復合肥的施用直接產(chǎn)生了氧化亞氮,同時徑流與淋溶等間接產(chǎn)生了氧化亞氮。肥料類型、施肥技術(shù)、作物秸稈還田、大氣沉積、土壤類型等是氧化亞氮排放量的主要影響因子。②動物糞便產(chǎn)生氧化亞氮。動物糞便儲存、處理、運輸和施肥過程中的微生物進行硝化和反硝化作用,硝化作用產(chǎn)生硝態(tài)氮,反硝化作用產(chǎn)生氮氣,氧化亞氮是副產(chǎn)品。硝化過程、氧氣濃度、pH、溫度和微生物群體是氧化亞氮排放量的主要影響因子。③農(nóng)田土壤本底產(chǎn)生氧化亞氮[20,21]。土壤中的有機質(zhì)在微生物作用下分解排放氧化亞氮,土壤中的有機質(zhì)含量是氧化亞氮排放量的主要影響因子。另外,秸稈不完全焚燒也是產(chǎn)生氧化亞氮的來源之一。
1.2.1 農(nóng)田土壤的固碳效應 陸地生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,農(nóng)作物生長需要二氧化碳進行光合作用,同時農(nóng)業(yè)土壤本身又是陸地碳匯系統(tǒng),對二氧化碳進行吸收和儲存。根據(jù)糧農(nóng)組織2017 年發(fā)布的全球土壤碳儲量圖,按地表30 cm 深度計算,全球土壤碳儲量約有6 800 億t碳當量;按地表1 m 深度計算,全球土壤碳儲量約有1.5 萬億t 碳當量,約為大氣碳庫容量的2 倍、陸生植物碳儲量的3 倍;按地表2 m 深度計算,全球土壤碳儲量約有2.2萬億t 碳當量,土壤具有顯著的固碳效應。2015 年巴黎聯(lián)合國氣候變化大會上提出“千分之四全球土壤增碳計劃”,因為地表30 cm 深度土壤碳儲量年增長率為4‰。而全球礦物燃料燃燒排放約為89 億t碳當量,約為按2 m 深度全球土壤有機碳儲量的4‰。土壤的固碳效應發(fā)揮了巨大的抵消作用,有助于抵消全球二氧化碳的凈排放量。
1.2.2 農(nóng)田土壤碳儲量的變化 土壤碳儲量經(jīng)歷了2 階段巨大轉(zhuǎn)變。第1 階段,土壤開墾為農(nóng)田土壤,土壤碳存儲量明顯下降。隨著自然生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田,地表1 m 深度土壤碳儲量減少了20%~50%,土壤碳損失率在開墾的最初幾年很高。第2 階段,農(nóng)田土壤流失導致土壤碳儲量再次下降。粗放式耕作,工業(yè)化和城市化進程不斷加快都是造成農(nóng)田土壤水土流失的主要原因,釋放大量二氧化碳。
農(nóng)田土壤對二氧化碳的吸收與固定效應具有異質(zhì)性。對比2017 年與2018 年不同地類土壤碳儲量的試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),水稻田的土壤碳儲量增長速率最大,水稻田是主要碳匯,荒草地、灌木林、水庫沉積區(qū)和松樹小區(qū)是主要碳源,土壤碳儲量呈負增長[22]。
2.1.1 農(nóng)業(yè)甲烷排放量 農(nóng)業(yè)面源排放的甲烷主要來自于水稻田生產(chǎn)、動物腸道發(fā)酵和動物糞便,計算公式如下。
式(1)中,GHGCH4為農(nóng)業(yè)甲烷排放量,CH4c、CH4l和CH4f分別為水稻田、禽畜腸道發(fā)酵和禽畜糞便的甲烷排放量。式(2)中,Si為第i種水稻的年播種面積,i分別為單季稻、雙季早稻與雙季晚稻,∝i為不同種類水稻田的甲烷排放因子,取值參考《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》的排放系數(shù)。式(3)中,Hj為第j種禽畜的年均飼養(yǎng)量,j分別為牛,馬,驢、騾、駱駝、豬、羊、家禽、兔,出欄量小于1 的禽畜,Hj為第j種禽畜的年末存欄量和前一年年末存欄量的加和平均值,出欄量大于1 的禽畜(包含生豬、兔和家禽),Hj為第j種禽畜的平均生命周期與年末出欄量的乘積除以365,生豬、兔和家禽的平均生產(chǎn)周期分別為200、105 d 和55 d;βj為第j種禽畜的腸道發(fā)酵的甲烷排放因子,取值參考IPCC 的排放系數(shù)[23]。式(4)中,Hj為第j種禽畜的年均飼養(yǎng)量,γj為第j種禽畜糞便的甲烷排放因子,取值參考IPCC(2006)的排放系數(shù)。
2.1.2 農(nóng)業(yè)氧化亞氮排放量 農(nóng)業(yè)面源排放的氧化亞氮主要來自于農(nóng)田土壤施肥、動物糞便、農(nóng)田本底與生物質(zhì)燃燒,計算公式如下。
式(5)中,GHGN2O為農(nóng)業(yè)氧化亞氮排放量,N2Ob、N2Of、N2Ol和N2Os分別為農(nóng)用地本底、化肥施用量、禽畜糞便和秸稈燃燒的氧化亞氮排放量。式(6)中,Sk為第k種農(nóng)作物的年播種面積,k分別為小麥、水稻、大豆、玉米、薯類、蔬菜、棉花和其他旱地作物,εk為第k種農(nóng)作物的氧化亞氮排放因子,根據(jù)閔繼勝等[24]、王智平[20]的研究結(jié)果,整理得出排放系數(shù)。式(7)中,F(xiàn)N和FC分別為氮肥和復合肥的施用量,θN和θC分別為氮肥和復合肥的排放因子,其中,θN是θC的3 倍,取值參考《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》的排放系數(shù)。式(8)中,Hj為第j種禽畜的年均飼養(yǎng)量,μj為第j種禽畜糞便的氧化亞氮排放因子,取值參考IPCC(2006)的排放系數(shù)。式(9)中,Sk為第k種農(nóng)作物的年產(chǎn)量,ρk為第k種農(nóng)作物的秸稈子粒比,σk為第k種農(nóng)作物的秸稈含氮量,τk為第k種農(nóng)作物的還田比例,中國水田和旱田的氧化亞氮排放系數(shù)分別為0.41%和1.05%,取值參考張強等[25]。
2.1.3 農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量 二氧化碳排放主要來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中直接或間接的能源消費、農(nóng)作物根系的呼吸以及有機質(zhì)的腐爛分解。根據(jù)IPCC的建議,農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量的估量只考慮農(nóng)業(yè)能源消費產(chǎn)生的二氧化碳,計算公式如下。
式(10)中,GHGCO2為農(nóng)業(yè)二氧化碳氮排放量,Cm為第m種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的能源,eftm、ccm、cofm分別為第m種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用能源的熱值轉(zhuǎn)換系數(shù)、單位熱值含碳量與碳被氧化的比例。
2.1.4 農(nóng)業(yè)溫室氣體排放總量 不同溫室氣體排放總量稱之為全球變暖潛能值,根據(jù)IPCC 推薦的全球變暖潛能值,將甲烷、氧化亞氮轉(zhuǎn)換為二氧化碳排放量,農(nóng)業(yè)溫室氣體二氧化碳排放量的計算公式如下。
式中,不同類型的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量單位均為百萬t碳當量(Tg CO2)。
農(nóng)作物(包含春小麥、冬小麥、單季水稻、雙季晚稻、大豆、玉米、薯類、蔬菜、棉花和其他旱地作物)的年播種面積與產(chǎn)量,禽畜(包含牛,馬,驢、騾、駱駝、豬、羊、家禽、兔)的年末出欄量與年末存欄量,氮肥和復合肥的施用量,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的能源數(shù)量等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)分別來自《中國統(tǒng)計年鑒》《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》。
2.3.1 總排放量分析 對2001—2019 年中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量進行估算,結(jié)果見圖1。2001—2019年間中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量整體呈現(xiàn)出先增長后下降的波動趨勢,2019 年處于穩(wěn)步下降階段。2001年總排放量為884.71百萬t碳當量,2013年達到區(qū)間峰值1 093.68 百萬t 碳當量,自2016 年開始持續(xù)下降,2019 年總排放量降至988.84 百萬t 碳當量。農(nóng)業(yè)溫室氣體減排效應顯現(xiàn),持續(xù)推進農(nóng)業(yè)減碳固碳,實現(xiàn)中國兩階段碳減排奮斗目標的責任重大。
圖1 2001—2019 年中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量
2.3.2 不同類型的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量 從農(nóng)業(yè)溫室氣體的類別來看,2001—2019 年間農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量持續(xù)增加,農(nóng)業(yè)非二氧化碳溫室氣體依然是農(nóng)業(yè)溫室氣體排放主體。2001 年農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量為122.87 百萬t碳當量,占全部農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量的比例為13.89%,2017 年達到區(qū)間峰值313.74百萬t 碳當量,占比為29.48%,2019 年降至274.42 百萬t 碳當量,占比為27.75%。中國農(nóng)業(yè)仍處于高投入、高耗能的粗放式發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)是二氧化碳重要的排放源。
2001 年農(nóng)業(yè)非二氧化碳排放量為761.84 百萬t碳當量,甲烷和氧化亞氮排放量分別為490.78、271.06 百萬t 碳當量,占比分別為55.47%、30.64%。農(nóng)業(yè)甲烷排放量在2006 年達到區(qū)間峰值后穩(wěn)步下降,2019 年排放量為424.71 百萬t 碳當量,占比降至42.95%。農(nóng)業(yè)氧化亞氮排放量整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢,在2015 年達到區(qū)間峰值之后快速下降,2019 年排放量為289.7百萬t碳當量,占比降至29.3%。農(nóng)業(yè)非二氧化碳溫室氣體是農(nóng)業(yè)面源的排放主體,甲烷是最重要的排放源,甲烷減排是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域減排降碳的關(guān)鍵。
2.3.3 不同來源的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量 從農(nóng)業(yè)溫室氣體排放來源看,化肥和能源投入、種植業(yè)、畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的主要來源。2001—2019年間這3 種排放來源的排放量整體均呈現(xiàn)先增后減趨勢,區(qū)間峰值在不同年份出現(xiàn),農(nóng)田土壤本底排放量小幅上漲,凸顯出農(nóng)業(yè)領(lǐng)域減排降碳的復雜性。
2001—2019 年化肥和能源投入產(chǎn)生的氧化亞氮和二氧化碳排放快速上升,2017 年達到區(qū)間峰值后持續(xù)下降,這與中國農(nóng)業(yè)機械化、化學化發(fā)展緊密相連。2001 年化肥和能源投入產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量為197.69 百萬t 碳當量,占比為22.35%,2019 年排放量為353.64%,占比為35.76%,年均增長率為2.45%。
2001—2019 年動物腸道發(fā)酵和糞便產(chǎn)生的甲烷和氧化亞氮排放在2006 年達到區(qū)間峰值后開始下降,2015 年出現(xiàn)一次回升后不斷下降。2001 年的畜牧業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放量為430.18 百萬t 碳當量,占比為48.62%,2019 年排放量降至345.8 百萬t碳當量,占比降至34.97%。家禽、兔、奶牛、豬、羊飼養(yǎng)量快速增長,馬、驢、騾飼養(yǎng)量明顯下降是畜牧業(yè)溫室氣體排放量減少的主要原因。由于家禽、兔、奶牛、豬、羊等禽畜提供動物蛋白,滿足了居民不斷上升的動物性食物消費需求,馬、驢、騾逐漸被愈加機械化的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式替代。
2001—2019 年種植業(yè)溫室氣體排放量整體呈上升趨勢,在2013 年達到區(qū)間峰值后緩慢下降。2001 年的種植業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放量為217.52百萬t 碳當量,占比為24.59%,2019 年排放量為209.93 百萬t碳當量,占比為21.23%。
由秸稈燃燒產(chǎn)生的氧化亞氮排放在2016 年后明顯下降,秸稈禁燒補貼效應凸顯。
中國先后出臺一系列支持農(nóng)業(yè)減排固碳的政策,提出測土配方施肥、耕地質(zhì)量提升、有機廢棄物能源化利用、畜禽糞污資源化利用等措施持續(xù)推進農(nóng)業(yè)面源污染防控。相關(guān)的政策與主要內(nèi)容見表1。
表1 農(nóng)業(yè)減排固碳的政策
農(nóng)業(yè)減排固碳的政策以農(nóng)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展為主導目標。政策旨在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室氣體減排和農(nóng)田土壤增匯,先后提出一系列明確的行動目標。在農(nóng)業(yè)溫室氣體減排方面,先后提出以下行動目標,到2020 年,全國測土配方施肥技術(shù)推廣覆蓋率達到90%以上,秸稈綜合利用率達到85%以上,養(yǎng)殖廢棄物綜合利用率達到75%以上,規(guī)?;B(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)配套建設(shè)廢棄物處理設(shè)施比例達到75%以上;到2030 年,全國基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物趨零排放,農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)農(nóng)作物秸稈得到全面利用,養(yǎng)殖廢棄物綜合利用率達到90%以上。在農(nóng)田土壤的固碳方面,提出以下行動目標,確保耕地保有量在120 萬hm2以上,基本農(nóng)田不低于104 萬hm2;到2020 年和2030 年全國耕地基礎(chǔ)地力提升0.5 個等級和1 個等級以上,農(nóng)田有效灌溉率分別達到55%和57%,節(jié)水灌溉率分別達到64%和75%;到2020 年建成集中連片、旱澇保收的53.3 萬hm2高標準農(nóng)田。
農(nóng)業(yè)減排固碳的政策措施具有前瞻性,引領(lǐng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域綠色低碳循環(huán)發(fā)展。在農(nóng)業(yè)溫室氣體減排方面,政策提出高產(chǎn)低排水稻品種改良,化肥減量增效,畜禽糞污資源化利用,農(nóng)作物秸稈綜合利用,保護性耕作,節(jié)水灌溉,能源綠色低碳消費等措施。在農(nóng)田土壤的固碳方面,提出穩(wěn)定耕地面積,耕地質(zhì)量保護與提升行動,推廣秸稈還田、精準耕作技術(shù)和少免耕等保護性耕作、耕地輪作休耕,增施有機肥,建設(shè)高標準農(nóng)田,節(jié)水灌溉等重要舉措。保護性耕作、化肥減量增效與節(jié)水灌溉既能實現(xiàn)農(nóng)田土壤增匯,也有利于減少農(nóng)業(yè)溫室氣體排放。農(nóng)業(yè)減排措施和農(nóng)田土壤的固碳措施存在交叉與重合,兩類措施耦合發(fā)力、協(xié)作改善,能更有效地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)減排固碳的行動目標。
農(nóng)業(yè)減排固碳的政策致力于關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展,通過示范效應和補貼政策推進落實各項政策措施。集成示范耕地質(zhì)量提升與保育技術(shù),推廣應用機械化深松整地、保護性耕作、秸稈全量處理利用與秸稈腐熟還田等技術(shù)。重點研發(fā)節(jié)能低耗智能化農(nóng)業(yè)裝備,推廣應用智能化深松整地與高效免耕精量播種裝備,高效節(jié)水灌溉設(shè)備,化肥深施和有機肥機械化撒施裝備,秸稈綜合利用設(shè)備,畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用裝備等?;蕼p量增效技術(shù)通過推廣普及測土配方施肥、增施有機肥、環(huán)保高效肥料和生物制劑使用。畜禽糞污資源化利用技術(shù)主要改善糞便處理技術(shù),推進畜禽糞污肥料化、基質(zhì)化、能源化等多元化循環(huán)利用,規(guī)范畜禽糞肥還田利用。秸稈資源化利用技術(shù)在秸稈“五料化”(能源化、肥料化、基質(zhì)化、材料化和飼料化)與秸稈離田炭化—生物質(zhì)炭還田技術(shù)取得重要進展,能夠有效實現(xiàn)農(nóng)業(yè)減排,改善耕地生態(tài)。
農(nóng)業(yè)溫室氣體減排與農(nóng)田土壤固碳通過降碳和增匯,為實現(xiàn)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標發(fā)揮重要作用。在農(nóng)業(yè)減排固碳的核心措施與關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,論述農(nóng)業(yè)減排固碳的動力機制,旨在為農(nóng)業(yè)溫室氣體減排與農(nóng)田土壤固碳協(xié)同發(fā)展搭建“橋梁”(圖2)。
圖2 農(nóng)業(yè)減排固碳路徑
在2005 年,中國全面實施測土配方施肥沃土工程計劃,引導農(nóng)業(yè)改善粗放施肥方式,提升農(nóng)民科學施肥技術(shù)水平。之后,通過補貼政策激勵農(nóng)業(yè)農(nóng)村開展溫室氣體減排行動,落實農(nóng)田土壤的固碳措施服務(wù)于國家糧食安全戰(zhàn)略。然而,要全面推進農(nóng)業(yè)減排固碳措施,實現(xiàn)各項行動目標,單純依靠政府補貼對關(guān)鍵技術(shù)進行研發(fā)、示范和推廣應用的做法明顯缺乏持續(xù)動力。中國于2021 年2 月1 日起施行《碳排放權(quán)交易管理辦法(試行)》,全國碳市場于2021 年7 月16 日啟動上線交易,農(nóng)業(yè)以項目形式參與了碳排放權(quán)交易。建議有序推進農(nóng)業(yè)納入碳排放權(quán)交易范圍,探索建立農(nóng)業(yè)碳交易產(chǎn)品的動態(tài)監(jiān)測和核查、農(nóng)業(yè)碳交易的規(guī)范標準和科學方法,形成農(nóng)業(yè)自愿減排的經(jīng)濟激勵和內(nèi)生動力。同時,進一步探索通過補貼政策和碳交易政策發(fā)揮農(nóng)民增收效應與示范帶頭作用,釋放更多農(nóng)業(yè)減排固碳紅利。
在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放原理與農(nóng)田土壤固碳效應的基礎(chǔ)上,依據(jù)IPCC 排放因子和《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》估算2001—2019 年間中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量,揭示出農(nóng)業(yè)減排降碳的復雜性。圍繞農(nóng)業(yè)減排固碳的潛力,厘清中國農(nóng)業(yè)減排固碳的政策措施、關(guān)鍵技術(shù)與動力機制??紤]到國家“雙碳”戰(zhàn)略目標,中國農(nóng)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展具有緊迫性,結(jié)合研究結(jié)論提出以下政策建議。
1)深入開展耕地質(zhì)量保護與提升行動,保障糧食安全。在“后疫情”時代與“雙循環(huán)”新發(fā)展格局下,把中國人的飯碗牢牢端在自己手中的重要性進一步凸顯。保護性耕作、耕地輪作休耕、化肥農(nóng)藥減量增效、加強建設(shè)高標準農(nóng)田能夠有效提升耕地質(zhì)量,增加土壤有機碳儲量,更是保障糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要措施。
2)加快形成農(nóng)業(yè)碳排放權(quán)交易市場,挖潛農(nóng)業(yè)減排固碳的內(nèi)生動力。農(nóng)業(yè)是溫室氣體減排的重要主體,農(nóng)田土壤更是重要碳匯,潛在碳匯量可中和1∕4 的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放,農(nóng)業(yè)進入和參與到碳減排與碳交易的框架體系具有重大意義。農(nóng)業(yè)碳交易市場將釋放更多紅利,形成經(jīng)濟激勵,誘使農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體自愿減排固碳,主動進行低碳綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。
3)分區(qū)分類施策,合理運用補貼政策效應?!度珖r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2020)》將全國劃分為優(yōu)先發(fā)展區(qū)、適度發(fā)展區(qū)和保護發(fā)展區(qū),不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)資源承載力、環(huán)境容量、生態(tài)類型、生產(chǎn)特點和溫室氣體排放現(xiàn)狀各不相同,制定差異化的減排目標和具體路徑,精準施策,持續(xù)完善各類補助獎勵與生態(tài)補償制度,充分發(fā)揮政府補貼的輻射效應。
4)擴大農(nóng)民增收效應與示范效應。農(nóng)業(yè)減排固碳有效協(xié)調(diào)國家“雙碳”目標與糧食安全目標,亦需要兼顧農(nóng)民增收目標。探索實現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”向“綠水青山變成金山銀山”轉(zhuǎn)變,使農(nóng)民在碳減排和碳交易過程中獲得更多經(jīng)濟收益,拓寬農(nóng)民增收渠道。同時,發(fā)揮新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的引領(lǐng)示范作用,促進綠色低碳循環(huán)農(nóng)業(yè)理念和技術(shù)在更大范圍、更寬領(lǐng)域、更深層次內(nèi)應用。