协调粮食保供与农业减排,实现“双碳”战略与粮食安全双赢

粮食安全是关乎国家安全的“国之大者”,碳达峰碳中和是中国对世界的庄严承诺。中国以不足全球9的耕地资源和6的淡水资源,在过去70多年的时间内保障了世界20以上人口的粮食等重要农产品物资供给[1]。这一切得益于我国长期坚守的“谷物基本自给,口粮绝对安全”的粮食安全战略目标,更依赖于持续的农业增收与稳产。但与此同时,我国农业温室气体排放的持续增长。国家温室气体清单通报数据显示,我国农业温室气体排放量为8.3亿吨二氧化碳当量,约占全国温室气体排放总量的8[2]。在新型城镇化建设、居民膳食结构改善等背景下,农业农村正在成为践行“双碳”战略的重要领域,既要完成好保障粮食安全的首要任务,更要回答好助力减排固碳的时代课题。

一、践行“双碳”战略目标为新阶段下的农业生产带来新挑战

粮食增产会导致温室气体排放的增加。在过去20年里,我国粮食生产能力不断提升,但同时也非常依赖耕地扩张及农药、化肥等农业投入品的使用。作为粮食生产阶段最主要的排放源,水稻面积扩张将进一步扩大温室气体,特别是甲烷等非二氧化碳温室气体的排放规模。另一方面,我国化肥等投入品的综合利用率偏低,高强度的化肥使用不仅增加农田氧化亚氮的直接排放,也会因投入品消耗而增加间接碳排放。居民膳食结构转型,对农业系统减排形成较大压力。统计资料显示[3],我国粮食消费量从上世纪九十年代的227.4kg/人下降至近年来的110kg/人,与此同时,肉禽类消费量从15.9kg/人上升到34.6kg/人。伴随城镇化进程加快,居民对营养特别是肉类蛋白的消费需求不断增大,这将带动农业生产的结构、规模和效率的全面转型。相关研究显示,肉类碳排放系数是谷物的20-30倍[2],膳食结构中高碳食物对低碳食物的替代以及农业生产结构的调整意味着未来农业减排仍具有较大压力。土壤固碳与温室气体排放之间的关系较为复杂,两者存在一定冲突。我国人均耕地数量不足世界平均水平的一半,这意味着必须加强土壤可持续利用,提高土地生产力。土壤固碳技术被广泛应用于“藏粮于地”战略实践中,通过秸秆还田、过腹还田等措施,提高土壤有机质含量。但对于不同作物品种、不同耕种方式、不同还田产生的效果不同,土壤有机质含量的增高可能会使得N2O和CH4排放也趋高,从而不利于农业温室气体的减排。

二、农业绿色转型为保障粮食安全、实现“双碳”战略目标提供新动能

农业在保障粮食安全的实践过程中带来了一定的减排效果。近年来,通过降低氮肥比重和农业用能源强度、调整畜牧业比重等措施,农业碳排放强度呈下降趋势。根据联合国粮农组织数据[1],中国农业每万元GDP温室气体排放量已由改革开放初期的40吨,降低到1.29吨。我国农业减排的成效与积极推动绿色转型实践密不可分。粮食增产与农田减排在技术上存在协同。农业既是CH4和N2O等温室气体的主要排放源也是固碳增汇的重要贡献者。作物品种的改良、生产技术的提升、田间管理的改进等措施可在粮食增产同时降低温室气体的排放规模。因此,有必要重视如有机肥推广与应用、实行秸秆还田和保护性耕作等农田管理措施,助力实现增收与固碳的协同增效目标。农业低碳与粮食安全是现代农业必须的发展方向。《“十四五”全国绿色农业发展规划》提出,到2025年,农业绿色发展全面推进,减排固碳能力明显增强,主要农产品温室气体排放强度大幅降低,农业减排固碳和应对气候变化能力不断增强,农业用能效率有效提升。在保障粮食安全前提下,亟待推进农业投入品减量化、畜禽粪污与秸秆资源化,以实现农业绿色转型和高质量发展。

三、实现粮食安全与“双碳”战略的路径与建议

持续推进种植业和畜牧业减排行动。当前我国作物生产的碳排放将呈现下降趋势,在作物品种和种植技术改良,以及农业投入品减少增效下,我国作物生产的碳排放以及出现下降,普遍认为种植业已经实现碳达峰的目标,但仍需加强稻田水分和肥料的合理利用与科学管理。农业“双碳”目标的实现更需要关注畜牧业非二氧化碳温室气体的排放,推广反刍动物肠道甲烷减排、畜禽粪便管理等畜牧业温室气体减排技术,强化畜禽饲养管理和粪便处理。加强农业土地系统管理,推进农业固碳增汇。土壤碳库碳储量巨大,单位土壤碳库的储碳能力远高于大气碳库和陆地生态系统植物碳库,提升土壤中有机碳可有效抵消全球CO2净排放量。因此,要进一步推进“藏粮于地、藏粮于技”战略,通过农田土壤固碳、农林复合固碳、农业废弃物生物质产品转化固碳等综合固碳措施,实现农业地力提升和农业碳中和。强化科技支撑,创新驱动粮食安全与双碳目标双赢。推动中国农业减排的理论与技术创新,探究中国农业减排的区域潜力和技术途径,推广气候智慧型农业的实践创新。建立农业碳排放的监测网络,因地制宜的确定不同地区保障粮食安全和实现“双碳”战略的发展路径。强化对现代绿色农业的政策扶持和制度创新,引导新型经营主体向绿色、低碳的生产方式变革。

数据来源:

Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT Statistical Database, 2022.《中华人民共和国气候变化第三次国家信息通报》, 2018.国家统计局,《中国统计年鉴2020》, 北京: 中国统计出版社, 2021.

文:邓祥征,王文宣,韩赜,中国科学院地理科学与资源研究所

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