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专家学者就农业绿色发展助力实现双碳目标建言献策

中国有机肥协会

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实现双碳目标,农业农村减排固碳既是重要举措,也是潜力所在。推动农业绿色发展中实现减排固碳,协同增效,是农业农村高质量发展的题中应有之义。

前不久,农业农村部、国家发展改革委发布《农业农村减排固碳实施方案》,提出了六项重点任务和十大行动。

7月15日,在中国农业科学院农经观察第32期“农业绿色发展助力实现双碳目标”会商中,来自中国农业科学院、中国林业科学院、国家应对气候变化战略研究和国际合作研究中心、北京师范大学中国绿色发展协同创新中心、海南大学热带作物学院、农业农村系统的领导、专家以及地方农场和企业代表,就农业农村减排固碳发展形势、优化路径和发展建议,以及经营主体面临的问题及需求等展开研讨。

农业减排固碳潜力大 挑战也大

据了解,温室气体包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)等。其中甲烷和氧化亚氮潜在增温影响远超二氧化碳。

2030年碳达峰是指二氧化碳达峰,农业领域主要是甲烷和氧化亚氮排放,所以达峰没有压力,但对于碳中和,农业面临的挑战还是非常大。

与会专家介绍,据统计,1994年到2014年,农业的温室气体排放占全国总量的比例逐渐减小,在7%-16%之间。2014年,全国的甲烷排放量农业活动占了42%,氧化亚氮排放量农业占59%。农业领域温室气体主要排放源有动物肠道发酵(CH₄)、水稻种植(CH₄)、农业废弃物焚烧(CH₄和N₂O))、动物粪便管理(CH₄和N₂O))、农业土壤(N₂O)。2014年农业直接排放量是8.3亿吨二氧化碳当量,种植业占57%,畜牧业占42%。其中动物肠道发酵占17.3%,水稻甲烷排放占15.6%,动物粪便管理占11.6%,农田氧化亚氮排放占24.1%。

同时,农业不仅是排放源,还是固碳源。2014年,农田、草地、土壤固碳分别是0.49、1.09、0.19亿吨二氧化碳当量。

与会专家建议,要加强农业减排固碳关键核心技术创新,加快成果转化与示范应用,建立健全减排固碳标准体系。中央、地方各级科技部门支持推动重点科技攻关,突破一批农业农村绿色低碳核心技术及装备。示范先进适用的减排固碳技术,形成适宜不同区域的农业农村绿色低碳发展模式,在示范区推广。同时,制修订一批国家标准、行业标准和地方标准,完善核算、监测、认证、评估等标准,为农产品碳足迹核算、碳税等提供支撑,提升国际交流贸易等话语权。

此外,与会专家认为,优化农业生产的布局和模式,提升农业规模化、标准化、机械化水平对减排固碳至关重要。一些工程性的负碳技术如碳捕捉与封存(CCS)等,和农业领域生物质使用紧密相关,固碳在农业领域可以进一步扩充边界。

与会专家表示,农业农村减排固碳是一个长期复杂的系统工程。要妥善处理好发展与减排、整体与局部、长远目标和近期目标、政府和市场等关系,推动种植、畜牧、水产、农机等各领域凝聚绿色发展共识,形成合力。目前,农产品碳足迹核算、碳税等已成为新的农产品国际贸易壁垒,要积极参与相关国际标准的制定,尤其在国际气候谈判过程中,坚持发展中国家定位,坚持共同但有区别的责任和国家自主贡献原则,守住目标底线,增强话语权和主动权。

保供前提下如何实现高产低碳协同

与会专家认为,农业领域排放是生存性排放,农业减排要在保障国家粮食安全和重要农产品供给前提下,同时推进绿色低碳发展。

与会专家介绍,我国甲烷排放面临着非常严峻的国际挑战。国际作物生产领域甲烷排放比例约占一半,我国此比例约为60%,农田甲烷减排是非常重要的发展方向。因为地力、土壤、生态环境等条件差异,不同区域甲烷排放差异非常大。在水稻生产过程中土壤会产生甲烷,通过耕作措施可以改良土壤增加氧气,使一份甲烷氧化变成一份二氧化碳,增温潜力就能显著下降。研究发现,全国超级稻品种尽管产量差异不大,但甲烷排放差异显著。现代高产水稻品种和传统品种相比是减排的,高产和减排可以协同。栽培技术如控水能显著增加氧气减少甲烷。水稻栽培前期因为要分蘖、保苗不能控水,中后期要抽水和减排是协同一致的。产量形成关键期、排放高峰期、排放潜力期都在前期,要解决前期控水而不影响产量、减排丰产协同等技术问题。

与会专家建议,首先要全国统筹,分区施策。依据国家粮食安全、双碳目标和农业农村减排固碳战略,统筹设计全国稻田甲烷减排行动方案和中长期实施计划;针对我国主要水稻产区甲烷排放和稻作模式特征,分区确定减排技术方案和稻作模式,因地制宜实施。其次是科技赋能丰产减排。创新丰产减排固碳协同的稻作理论,阐明三者协调的调控途径和技术潜力;选育高产低排水稻品种,研发丰产减排协同的关键共性技术和多功能复合产品;开展品种、技术与产品的集成创新,构建减排固碳丰产技术体系。第三、政策创设,机制激励。多渠道融资以及中央和地方政策配套,建立农业减排基金等激励机制,探索甲烷减排交易市场;建立基于行动的核查机制,降低检测成本。同时,还要提高公众认识,提升全民参与积极性;强化国际合作,促进知识与经验共享。

通过减排,农民能不能增收?与会专家认为这要靠生态机制转换,如通过碳交易,把稻田减排技术变成稻田减排的碳交易产品,国家和地区有减排基金支持,就有可能使农民减排能增收。

与会专家介绍,近30年,全球畜牧业排放增加了21%,预计到2030年还会继续增长。我国畜牧业温室气体排放从2.1亿吨增加至3.5亿吨,预计到2030年还会继续增加至3.9亿吨。在我国畜牧业排放构成中,肠道发酵约占80%,粪便约占20%。我国人均畜牧业排放低于世界平均水平,反刍动物单位畜产品排放量高于其他国家,粪便管理占畜牧业排放偏高。

与会专家认为,减排的潜力取决于生产力水平,也取决于各种措施的推广。如应用低蛋白日粮蛋白降低一个百分点,粪便中氮排放量减少约10%,氧化亚氮的排放也会降低。目前畜牧业减排存在没有国家重大项目支持,核算监测多、缺标准不规范,常规技术多、颠覆性技术缺乏,激励不明确、积极性有待提升等问题,她建议争取重大项目探索机理机制,建立相应标准,创新技术、工艺、集成示范,尝试低碳标识、碳交易等激励机制。

如何增加我国农林碳汇

与会专家对于碳汇/源的概念和产生、碳核算方法、如何增加农林碳汇等进行了介绍和分享。

碳汇概念在1992年《联合国气候变化框架公约》里明确提出。从大气里清除二氧化碳的过程称之为碳汇。相反,向大气里排放温室气体叫做碳源。目前认为,光合作用是大气二氧化碳进入生物圈唯一的路径。但光合作用吸收的碳并不能完全被生态系统固定下来,还有很多途径部分碳会释放,剩下的部分能够保存下来的叫作净生物群系生产力,这个过程叫做碳汇。碳汇不是静态概念,而是动态概念,必须从时间段来看。如森林在生长旺盛时是碳汇,遇到采伐或自然灾害就是碳源,尤其人为毁林是非常大的温室气体排放源头。

与会专家介绍,对碳汇要区分人为或是自然过程的碳汇,碳中和的目标很明确,人为的温室气体排放要靠人为的二氧化碳清除技术进行中和。农林碳汇核算时土地分为农地、林地、草地、湿地、居住用地、其他土地六类。每类土地分为六类碳库/源,包括地上/地下生物量、凋落木、死木、土壤碳,收获的木产品,每类可以用损益法、储量变化法两种方法来评估,他们之间会存在碳转移。近几年,林地每年产生约8亿吨碳汇,农地每年产生约5000万吨碳汇,草地每年产生约1亿吨碳汇。六类土地每年产生约10-11亿吨碳汇量,大概占全国二氧化碳排放总量的11%-12%。

“农林固碳好比海绵吸水,首先要尽可能做大,能吸更多的水。同时要保护好它,减少它的压力,不然吸进去的水一用力就挤出来了。”与会专家建议,要保护现有农林生态系统已经储存的碳,通过生态空间管控,减少毁林和不合理的土地利用等造成的碳排放。提升农林生态系统固碳效率,扩大国土绿化面积增加碳汇容量。目前我国森林覆盖率在23.04%,“十四五”提出要增加到24.1%,2030年要提高到26%,2060年达到27%以上。

经营主体都有啥需求

“虽然CCER(国家核证自愿减排量)市场到目前为止还没有正式开放,但我们目前还是做了一些准备性的事情,如对接林业碳汇、沼气发电、碳市场开发,进行碳远期交易尝试等。”新希望集团新至双碳科技有限公司总经理陈方平认为,一定的不确定性让一些项目动力不足。对于企业来讲,他们希望减排固碳在社会效益之外还能有实实在在的经济效益。这需要有类似贴上低碳甚至零碳标签提高终端产品售价等的相应激励机制。来自政府的扶持或是市场的激励才能让更多主体自发参与,建议开展机制研究和试点应用。

一个农场可以做什么减排固碳呢?山东省土地鲁望平原种植农场场长何石宝分享了秸秆利用、减药减肥、种养循环的好做法。

传统农户大部分是秸秆粉碎之后直接播种,这样后期病虫害有所增加,农药投入量就会增加。另外秸秆只在耕作层比较浅,土壤根系没有那么发达,肥料也都在地表流失比较多。这几年他们有了新探索,把秸秆粉碎之后深翻,播种时用种量少,第二年春天地里虫、病、草都相对减少,用药也有所减少。深翻之后,根系发达,土壤微生物增加,土地保水保肥能力也增加了。

最开始,农场只种小麦和玉米,土壤有机质含量比较低。后来建了猪场,粪污发酵后固液分离,固体作为小麦底肥施到地里,液体和水混合喷洒到地里,能够降低化肥使用量,真正做到了种养循环。

“这样做需要几百亩适度规模,通过调整一些新工艺提高效率,能达到碳减排。规模太小就实现不了。”何石宝说道。

山东虞城县农业农村局局长李涛介绍,虞城市在种植业方面全面推广绿色高质高效栽培技术,小麦实行一喷三防,玉米重点推广一防双减技术,提高氮肥利用率。今年重点全面推广了大豆玉米带状复合种植技术,大豆每亩可固氮8公斤,相当于尿素18公斤。同时大豆秸秆和壳富含蛋白质和矿物质,是畜牧业优质饲料。畜牧业全面推进畜禽养殖场除臭技术、全株玉米青贮技术等高效绿色技术。农田通过秸秆还田、有机肥提升等措施,提升了有机质含量。

李涛建议国家加大对绿色高质高效项目的扶持力度,在绿色防控、生态防控资金方面予以重点倾斜,对大豆玉米带状复合种植提高补贴扶持力度以及加大对绿色低碳生态循环农业龙头企业的扶持力度。

北京水木九天科技有限公司在河南新乡一个发电厂里建了蔬菜工厂,将发电厂产生的余热和二氧化碳与农业结合。今年3月15号投产,目前已经全部销空五年的生产量。董事长王晓庆介绍,公司和其他院校、组织一起进行了工厂化生产番茄的固碳方法学研究。主要包含光合作用计量法、干物质计量法两种路径,同时对节水、节肥、包装物等碳减排和整体碳足迹进行了计量。算出每50亩蔬菜工厂,减排固碳数量约为2.34万吨。

在实践中,王晓庆遇到了人才难求,工农装备制造相互连结没有拉通,金融资金额度少、周期短、抵押物要求高,产业链创新不足,对创新支持力度不够等难题,正在努力解决,也期望获得更多的支持。

来源:农民日报 中国农网

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