[科普中國]-低碳農(nóng)業(yè)

簡介

當(dāng)前世界農(nóng)業(yè)正處在一個由“高碳”向“低碳”的重大轉(zhuǎn)型期。低碳農(nóng)業(yè)是全球性的生態(tài)危機(jī)特別是全球氣候變暖催生的生態(tài)革命產(chǎn)物。聯(lián)合國政府間氣候變化專業(yè)委員會第四次評估報(bào)告（2007）指出，農(nóng)業(yè)是溫室氣體的第二大來源，農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放占全球人為排放的13.5%；聯(lián)合國和世界銀行在其發(fā)表的一份由全球400多位科學(xué)家撰寫的報(bào)告《國際農(nóng)業(yè)知識與科技促進(jìn)發(fā)展評估（2008）》中進(jìn)一步指出：“世界需要一個從嚴(yán)重依賴農(nóng)藥和化肥等化學(xué)品、對環(huán)境破壞很大的農(nóng)業(yè)模式轉(zhuǎn)化為對環(huán)境友好、能保護(hù)生物多樣性和農(nóng)民生計(jì)的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式?！痹谑澜缍鄧餐此几咛嫁r(nóng)業(yè)弊端的同時，世界農(nóng)業(yè)隨之步入新型的有機(jī)、生態(tài)、高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展期，即低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代。

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，低碳農(nóng)業(yè)是我國實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的根本保證和重要領(lǐng)域。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)面臨高投入、低產(chǎn)出、低效益、資源高消耗和過度利用、生態(tài)退化、環(huán)境惡化、農(nóng)村生活條件差等一系列問題。而低碳農(nóng)業(yè)實(shí)質(zhì)上就是在系統(tǒng)集成的前提下，通過內(nèi)部自然性資源和外部各投入要素的優(yōu)化組合，利用技術(shù)和制度創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的低投、高產(chǎn)、低(負(fù))碳生態(tài)的整體目標(biāo)，是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理指導(dǎo)下的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展類型或模式。

與傳統(tǒng)高碳農(nóng)業(yè)相比，低碳農(nóng)業(yè)具有明顯的優(yōu)勢，集中體現(xiàn)在：節(jié)約性、環(huán)保性、安全性、高效性、和諧性，其發(fā)展理念體現(xiàn)了低碳農(nóng)業(yè)是資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)、優(yōu)質(zhì)安全型農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)高效型農(nóng)業(yè)、社會和諧型農(nóng)業(yè)。另外，低碳農(nóng)業(yè)拓展了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)功能，具有生產(chǎn)、安全保障、氣候調(diào)節(jié)、生態(tài)涵養(yǎng)、金融、提升國際競爭力、調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)及改善農(nóng)村環(huán)境等功能。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)有利于減緩全球氣候變暖，緩解能源資源匱乏，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，確保農(nóng)產(chǎn)品安全，增加農(nóng)民收入，構(gòu)建社會主義新型農(nóng)村，是我國農(nóng)業(yè)未來發(fā)展主要方向和主導(dǎo)思路。1

特征節(jié)約高效節(jié)能高效是指，它是一種節(jié)約高效型農(nóng)業(yè)。低碳農(nóng)業(yè)要求住確保糧食安全前提下，在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中盡可能地減少化石能源投入，即減少化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑、飼料添加劑等各種農(nóng)用化學(xué)品的投入，這樣既可以大大節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和促進(jìn)農(nóng)民增收，又減少了二氧化碳等溫室氣體排放，特別適宜在人多地少、人均資源不足的中國大力發(fā)展。通過盡可能地節(jié)約使用各類資源，盡可能地減少人力、物力和財(cái)力消耗．低碳農(nóng)業(yè)能夠最大限度地利用農(nóng)業(yè)環(huán)境條件，通過資源再生和循環(huán)利用獲取最大的產(chǎn)出效益，以盡可能少的投入得到更多更好的產(chǎn)品，大幅度提高資源利用率，因而它是一種高效益型農(nóng)業(yè)。典型的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)等，與低碳農(nóng)業(yè)的這方面特征和要求是一致的。

優(yōu)質(zhì)環(huán)保優(yōu)質(zhì)環(huán)保是指，低碳農(nóng)業(yè)是優(yōu)質(zhì)環(huán)保型農(nóng)業(yè)。由于減少了農(nóng)用化學(xué)品的使用。特別是通過推廣“生態(tài)災(zāi)”技術(shù)與措施，可大大減少或基本做到不使用農(nóng)藥、除草劑等“有毒、有害”化學(xué)品，從而可有效地保護(hù)天敵，這對生產(chǎn)無公害食品、綠色食品和有機(jī)食品十分有利，不僅有利于提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，更有利于提高其安全性和保健性。此外，由于減少了農(nóng)用化學(xué)品的投人，從而避免或減少了因大量生產(chǎn)、制造農(nóng)用化學(xué)品而產(chǎn)生的生態(tài)破壞，低碳農(nóng)業(yè)能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程中可能對人類經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境帶來的不良影響降低到最低限度，減少或消除農(nóng)村環(huán)境污染，對保護(hù)和優(yōu)化生態(tài)環(huán)境具有直接作用。此外，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)的減排增匯作用，還可以有效緩解或消除因溫室氣體高排放引發(fā)的國際“環(huán)境糾紛”，既收獲了優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，又改善了生態(tài)環(huán)境，還促進(jìn)了社會和諧，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益的相統(tǒng)一。典型的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式如有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)、碳匯林業(yè)等，與低碳農(nóng)業(yè)的這方面特征和要求是一致的。

現(xiàn)代集約現(xiàn)代集約是指，低碳農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代生產(chǎn)要素和人工智能高度集成的農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)承擔(dān)著保障人類生命延續(xù)的食品供給功能，為了完成這一艱巨任務(wù)，必須最大限度地采用至今為止人類文明的所有發(fā)明創(chuàng)造，來大幅度地提高光、熱、水、土等農(nóng)業(yè)資源的利用效率，低碳農(nóng)業(yè)亦不可置之度外。低碳農(nóng)業(yè)并不是不加區(qū)分地一概排斥化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等高碳農(nóng)用化學(xué)品投入，而是提倡善用、精用、活用，重點(diǎn)是提高利用效率，在增強(qiáng)食品供給能力的同時盡可能地減少其對環(huán)境的破壞，盡可能地節(jié)約資源，以增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。典型的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式如設(shè)施農(nóng)業(yè)、立體農(nóng)業(yè)、節(jié)水節(jié)能農(nóng)業(yè)等，與低碳農(nóng)業(yè)的這方面特征和要求是一致的。2

發(fā)展?fàn)顩r南北發(fā)展不均衡是當(dāng)前世界低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一個主要問題。發(fā)展中國家的低碳農(nóng)業(yè)現(xiàn)處于開發(fā)的初級階段。素有“南美糧倉”之稱的阿根廷，已經(jīng)打破“種地必須先耕”的傳統(tǒng)，實(shí)行免耕加秸稈還田的低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)；巴西政府于2010年制訂了“低碳排放農(nóng)業(yè)計(jì)劃”，鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者采用農(nóng)林牧一體化生產(chǎn)、農(nóng)作物輪作，并推廣生物固氮技術(shù)、整治退化草場等；我國在生態(tài)農(nóng)業(yè)面積居世界第二位的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)推廣農(nóng)業(yè)固碳技術(shù)，減少高碳能源及化肥應(yīng)用，重建農(nóng)業(yè)濕地系統(tǒng)，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。雖然取得進(jìn)步，但發(fā)展中國家的農(nóng)業(yè)安全和糧食安全因氣候變化引發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)退化、自然災(zāi)害頻發(fā)等因素而遭受極大影響。世界銀行在其發(fā)布的《2010年世界發(fā)展報(bào)告：發(fā)展與氣候變化》中稱發(fā)展中國家將承受氣候變化潛在影響的75%—80%，這是由于發(fā)展中國家對農(nóng)業(yè)依賴性強(qiáng)。低碳農(nóng)業(yè)現(xiàn)已突破經(jīng)濟(jì)范疇，上升到政治范疇。發(fā)展中國家的農(nóng)業(yè)劣勢直接導(dǎo)致其在“低碳國際”的弱勢地位。發(fā)達(dá)國家因具有較為豐富的農(nóng)業(yè)碳匯政策管理經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)手段，在國際碳市場及氣候變化國際談判中具有較大的主動權(quán)和決策權(quán)。

有些國家采取的有效措施包括改進(jìn)飼料配方，從而減少家畜腸道發(fā)酵產(chǎn)生的CH4氣體，建立生物工廠，加強(qiáng)對家畜糞便的循環(huán)利用，提高家畜飼養(yǎng)和飼料種植的效率，加強(qiáng)農(nóng)牧業(yè)基地的合理化管理；植樹造林，加強(qiáng)對土地和水資源的管理；利用價(jià)格和稅收對畜牧業(yè)進(jìn)行調(diào)節(jié)等。

澳大利亞大約有16%的溫室氣體排放來自于農(nóng)業(yè)。66%的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放是以來自于牲畜內(nèi)臟的CH4形式出現(xiàn)的。澳大利亞通過采用濃縮飼料、替代飼料減少CH4排放量。使用濃縮飼料，雖然每頭牲畜每天的CH4排放量可能會增加，但是每千克飼料采食量和每千克產(chǎn)品的排放卻在減少。使用濃縮飼料產(chǎn)生的排放的凈效果，取決于動物數(shù)量減少或適齡牛被屠宰的數(shù)量，及這種做法如何影響土地使用、糞便氮素含量以及生產(chǎn)和運(yùn)輸濃縮飼料產(chǎn)生的排放。減少CH4排放量的做法包括：在飼料中加入油或油籽、提高牧草質(zhì)量(特別是在欠發(fā)達(dá)地區(qū))及優(yōu)化蛋白質(zhì)攝入量以減少氮素排泄和N20排放量。一些食物添加劑可以適度考慮，但應(yīng)注意其負(fù)面效應(yīng)。離子載體抗生素可以減少CH4排放，但效果是“過度性”的，在歐盟已被禁止。抑制甲烷菌的鹵代化合物，但它們的效果也是“過度性”的。并且可能會抑制攝入量。新型化合物，如植物縮合單寧、皂甙或精油可能在減少CH4排放方面具有優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)這些效果往往會降低飲食消化率。

日本通過提高育種和更好的管理(如減少后備乳用小母牛)產(chǎn)生更好的減排效率，減少了每單位畜牧業(yè)產(chǎn)出的CH4排放量。利用牲畜健康動態(tài)監(jiān)控表，實(shí)時監(jiān)控健康動態(tài)，及時分析生產(chǎn)出現(xiàn)的原因，及時采取有效措施解決。加快畜種和草種的改良步伐。

前景發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)要弄清低碳農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵、任務(wù)、目標(biāo)、舉措、機(jī)制、政策等，并要深入了解應(yīng)該如何在過去的生態(tài)農(nóng)業(yè)、立體農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上加以凝練與提升。實(shí)際上，低碳農(nóng)業(yè)內(nèi)涵古而有之，只是現(xiàn)階段概念要義的更新與高新技術(shù)的介入而使其得以深化并提升。從系統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)識，低碳農(nóng)業(yè)是一個追求的整體目標(biāo)，也是一個復(fù)合的技術(shù)體系，其基礎(chǔ)應(yīng)該是現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

值得注意的是，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中仍存在著較為嚴(yán)重的環(huán)境污染及資源浪費(fèi)現(xiàn)象，例如耕地緊缺與糧食安全矛盾，畜牧發(fā)展與飼料不足的困惑，資源不足與過度開發(fā)，凡此種種，令人擔(dān)憂。同時，大量畜禽排泄物引起了農(nóng)業(yè)面源污染，使得地表水及地下水污染嚴(yán)重；作物種植過程中大量農(nóng)藥和化肥的使用、水稻秸稈再利用方式不當(dāng)及CH4排放等引起的環(huán)境污染問題；農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展相對落后等，都將使得農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何實(shí)現(xiàn)新的突破，怎樣尋求新的出路，這是新時期提出的新命題，就此也為發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)提供了良好機(jī)遇和廣闊天地。

從實(shí)踐意義認(rèn)識，依靠科技進(jìn)步，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，就是要從不同的層次來介入，因地制宜地建立不同的模式。特別要強(qiáng)調(diào)的是，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)要科學(xué)規(guī)劃，合理設(shè)計(jì)，項(xiàng)目帶動，轉(zhuǎn)型提升。很顯然，不同問題要具體探討，不同區(qū)域要詳盡研究，不同層次要分別建模，不同優(yōu)勢要順勢發(fā)揮。切不可一哄而上，更不可拼湊而就。例如水田、旱地、坡地、山地如何抓住側(cè)重點(diǎn)，是至關(guān)重要的。對于水田，要設(shè)法降低甲烷排放；對于旱地，要著力減少氧化亞氮釋放；對于種植業(yè)，要推廣立體農(nóng)業(yè)模式，提高光能利用效率；對于養(yǎng)殖業(yè)，要推廣循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，提高綜合利用效率；對于加工業(yè)，要推廣綠色農(nóng)業(yè)模式，提高整合集成效率等。當(dāng)然還要優(yōu)化農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與合理調(diào)整生產(chǎn)方式，使之有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全、生態(tài)的目標(biāo)。這其中有技術(shù)環(huán)節(jié)要突破，也有優(yōu)惠政策要引導(dǎo)的問題。專家們認(rèn)為，依靠科技進(jìn)步，著重要突破減量化技術(shù)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約；要突破再利用技術(shù)運(yùn)用，充分挖掘潛力；要突破再循環(huán)技術(shù)運(yùn)用，強(qiáng)化綜合開發(fā)；要突破可控化技術(shù)運(yùn)用，防治農(nóng)業(yè)污染。此外，還有高光效作用品種選育，配套技術(shù)集成，立體農(nóng)業(yè)深化，循環(huán)農(nóng)業(yè)拓展，生態(tài)農(nóng)業(yè)提升，這無疑都有利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的低碳化?？梢韵嘈牛c低碳經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展的低碳農(nóng)業(yè)，其潛力是巨大的，其應(yīng)用前景也是十分廣闊的。

模式**1、有害投入品減量、替代模式。**化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜的使用，是工業(yè)革命成果在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，對農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)作用顯著。但負(fù)面作用也不可忽視，既有可能帶來農(nóng)產(chǎn)品的殘毒，又有可能帶來農(nóng)業(yè)面源污染和土壤退化，影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。多年來，各地積極探索化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜的減量、替代。如用農(nóng)家肥替代化肥，用生物農(nóng)藥、生物治蟲替代化學(xué)農(nóng)藥。用可降解農(nóng)膜替代不可降解農(nóng)膜。農(nóng)業(yè)部門開展的測土配方施肥和平衡施肥，根據(jù)土壤狀況和農(nóng)作物生長需要，確定化肥的合理施用量，深受農(nóng)民歡迎。

2、立體種養(yǎng)的節(jié)地模式。立體種植、養(yǎng)殖充分利用土地、陽光、空氣、水，拓展了生物生長空間，增加了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，提高了產(chǎn)出效益。在江蘇的江海沖積平原，常見的有農(nóng)作物合理問種、套種的農(nóng)作物立體種植，桑田秋冬套種蔬菜、桑田夾種玉米的農(nóng)桑結(jié)合。意楊林中套種小麥、大豆、棉花等農(nóng)作物的農(nóng)林結(jié)合，苗木合理科學(xué)夾種的苗木立體種植，稻田養(yǎng)殖、菱蟹共生、藕鱉共生、藕鱔共生的農(nóng)漁結(jié)合，稻田養(yǎng)鴨的農(nóng)牧結(jié)合，意楊樹下種牧草，養(yǎng)殖羊、鴨、鵝的林牧結(jié)合，水網(wǎng)地區(qū)的漁牧結(jié)合等。

3、節(jié)水模式。目前，我國農(nóng)業(yè)年用水量約為4000億m3， 占全國總用水量的68%，是最大的用水戶。其中灌溉用水量為3600億～3800億m3，占農(nóng)業(yè)用水量的90%以上。據(jù)水利部農(nóng)水司測算，全國灌溉水利用系數(shù)僅為0.46，即從水源到田間，約有一半以上的灌溉水因滲漏、蒸發(fā)和管理不善等原因沒有被作物直接利用。灌溉后農(nóng)田水的利用效率也很低，每立方米水生產(chǎn)的糧食約lkg，僅為發(fā)達(dá)國家的一半。多年來，各地大力發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)，采取科學(xué)的工程措施，積極發(fā)展砼防滲渠道和管道輸水。成功地減少和避免了水的滲漏與蒸發(fā)；改造落后的機(jī)電排灌設(shè)施。推廣水稻節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)作物噴灌、微噴灌、滴溉等技術(shù)，較大限度地提高了水資源的利用率。

4、節(jié)能模式。推廣節(jié)能技術(shù)，從耕作制度、農(nóng)業(yè)機(jī)械、養(yǎng)殖及龍頭企業(yè)等方面減少能源消耗。改革不合理的耕作方式和種植技術(shù)，探索建立高效、節(jié)能的耕作制度。大力推進(jìn)免少耕、水稻直播等保護(hù)性耕作。旱作地區(qū)推廣耐旱作物品種及多種形式的旱作栽培技術(shù)。冬季建造充分利用太陽能的溫室大棚，種植反季節(jié)蔬菜。推廣集約、高效、生態(tài)畜禽養(yǎng)殖技術(shù)，降低飼料和能源消耗。利用太陽能和地?zé)豳Y源調(diào)節(jié)畜禽舍溫度，降低能耗。

5、“三品”基地模式。“三品”指無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品、有機(jī)食品 這3種農(nóng)產(chǎn)品因其品質(zhì)好、無農(nóng)藥殘留或微農(nóng)藥殘留，深受消費(fèi)者歡迎。近幾年。各地大力推進(jìn)“三品”基地建設(shè)，農(nóng)產(chǎn)品的安全性能大大提高。

**6、清潔能源模式。**利用農(nóng)村豐富的資源發(fā)展清潔能源. 主要有：風(fēng)力發(fā)電、秸稈發(fā)電、秸稈氣化、沼氣、太陽能利用等。特別值得一提的是，近幾年，各地積極實(shí)施“一池(沼氣池)三改(改廁、改廚、改圈)”生態(tài)富民工程，既凈化了環(huán)境，又獲取了能源，還增加了收益，農(nóng)民群眾對此贊不絕口。

**7、種養(yǎng)廢棄物再利用模式。**如秸稈還田培肥地力、秸稈氨化后喂畜、秸稈替代木材生產(chǎn)復(fù)合板材、利用桑樹修剪下的枝條種植食用菌、利用畜禽糞便生產(chǎn)微生物有機(jī)肥、將花生殼粉碎加工成細(xì)粉再利用等。

**8、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物循環(huán)利用模式。**如稻米加工企業(yè)可以利用優(yōu)質(zhì)稻米為原材生產(chǎn)精制米、米粉、米淀粉。產(chǎn)生的稻殼可作燃料，米漿水中可提取淀粉，再從淀粉中提取葡萄糖和米蛋白，過濾后的水送養(yǎng)豬場喂豬。養(yǎng)豬場有機(jī)肥施入企業(yè)的稻米生產(chǎn)基地。

**9、區(qū)域產(chǎn)業(yè)循環(huán)模式。**在一個區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)業(yè)與市場構(gòu)建種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、流通業(yè)之間的產(chǎn)業(yè)大循環(huán)，形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良性循環(huán)。

**10、農(nóng)業(yè)觀光休閑模式。**近幾年到農(nóng)村觀光休閑已成為城市居民度假休閑的一種新選擇，觀光休閑農(nóng)業(yè)因此獲得較快發(fā)展。觀光休閑的主要場所，有農(nóng)村天然景觀、歷史人文遺址、休閑農(nóng)莊、農(nóng)業(yè)高新技術(shù)園區(qū)、特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)、特色產(chǎn)品專業(yè)市場、知名度高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等。3