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本文出自《北京农业》 投稿邮箱：bjny1981@163.com qq： 北京农业-北京现代都市低碳农业的前景与策略＊ 梁 龙 杜章留 吴文良 孟凡乔
(中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193) 摘要 现代都市发展低碳农业是降低温室气体排放, 实现国家宏观战略目标的重要组成部分。本文对低碳农业的定义、特征进行了 初步阐述, 认为低碳农业是通过技术改进和制度创新建立起来的一种低投、高产、低(负)碳、生态的现代农业, 具有系统开放性、技术 集成性、生命周期性、过程安全性四个特征。利用碳汇 /源平衡方法分析北京农业现状, 结果表明:目前北京农业领域的碳源与汇分别 为 10 -20 TgCO2 eq· a-1和 10.23 -14.16 TgCO2 eq· a-1 , 碳源基本稳定, 碳汇还有较大的发展潜力。根据北京市生态特点和未来农 业的定位, 发展低碳农业, 在技术层面上, 可以加强与种植相关的土壤碳汇建设, 与养殖相关的减排和其他减排技术;在制度层面上, 建立农业布局调整机制, 大力发展清洁生产机制、生态补偿机制、农业准入机制和综合调节机制。预测北京低碳农业的前景, 初步估 算未来北京农业的碳汇潜力可以达到 20 -30 TgCO2 eq· a-1 , 直接的碳源可以减少到 4 -5 TgCO2 eq· a-1 。通过发展低碳农业, 不仅 可以抵消农业碳源, 还能抵消 6% -10%总温室气体, 真正起到净碳汇功能。 关键词 低碳农业;都市现代农业;碳汇;碳源;策略 中图分类号 F062.2;F290 文献标识码 A 文章编号 1002 -2104(2011)02 -0130 -07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.02.023
方向为农田生态健康与循环农业。
＊国家自然科学基金项目(No.30970533);十一五国家科技支撑项目(No.2006BAD17B05);国际科技合作项目(No.2009DFA91790)。
循环转变为主要依靠化肥、农药、机械等大量外源性投入 的化石农业,这导致温室气体及污染物高居不下 ,可谓是 “高碳农业”,农业成为一个巨大的“碳源”。以我国为例, 根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》, 1994 年中国温室气体排放总量约为 3 650 TgCO2 eq,其中 CO2 、CH4 和 N2 O分别占 73.1%, 19.7%和 7.2%。 CO2 排 放主要来自能源活动, CH4 排放主要来自农业活动和能源 活动, N2 O排放主要来自农业活动[ 3] 。董红敏等的研究表 明[ 4] ,中国农业活动产生的 CH4 和 N2 O分别占全国 CH4 和 NO2排放量的 50.15%和 92.47%,农业源占全国温室 气体排放总量的 17%。预计随着农业成为一个涉及农资 生产、农场种养殖、农产品包装、运输、销售以及废弃物处 理相结合的综合系统,随着农业系统的外延和内涵的日渐 复杂,农业对温室气体所应承担的 “责任”越来越大。
1.3 从碳源向碳汇转变是低碳农业的希望 在承受巨大减排压力的同时, 农业也有着自身的优 势。农业系统与工业系统在温室气体排放领域一个最明 显的区别在于农业既是碳源 ,又是碳汇 ,即农业在排放温 室气体同时,又在吸收温室气体。如果措施得当 ,农业系 统的固碳效应不仅可以抵消其自身的排放 ,还可以部分抵 消工业及其他领域的温室气体排放,这就使农业在创造经 济效益的同时 ,还在创造生态效益和社会效益,也使经济 上 “以工补农 ”更加 “名正言顺 ”。以美国为例 , 2009 年美 国环境保护署 (EPA)报告显示:2007 年美国温室气体排放总量为 7 150.1 TgCO2 eq, 其中农业排放为 413.1TgCO2 eq,但整个农业系统固碳达到 1 062.6 TgCO2 eq, 不但完全 “抵消 ”了农业自身排放 ,而且使美国温室气体净 排放降低为 6 087.5 TgCO2 eq, 农业的碳汇效应已经成 为美国政府 “以工补农 ”和世界温室气体谈判的重要依据[ 5] 。 我国“以工补农”的生态依据是否存在呢 ? 美国学者 Lal根据我国农业土壤碳库损失的资料提出我国 50 年内 土壤固碳潜力为 11 Pg,平均每年固碳潜力是 224 Tg, 其中 最大的潜力是退化土壤恢复,其次是农业耕作管理下的土 壤固碳[ 6] 。中科院王效科等初步估算出我国固碳潜力最 大的分别是耕地、草地和森林资源 ,分别为 182.1 Tg· a-1 , 9.17 Tg· a-1 , 115.46 Tg· a-1[ 7] 。如果以国际能源署(IEA)公布的我国 2005年温室气体排放 5 101 TgCO2 eq为 基准值[ 8] ,按照 Lal的估算,我国每年的土壤固碳可以抵 消 16.1%的温室气体排放;按照王效科等人的估算,仅农 田土壤固碳就可以抵消 13.1%的温室气体 ,可见未来农 业系统的生态效应远远大于其经济效应。综合国内外研 究成果[ 7 -9] ,农业系统各要素的碳汇效应见表 1。 表 1 我国不同生态系统的固碳能力 Tab.1 Csequestrationpotentialsofdiferent ecosystemsinChina
生态系统类型 平均植被覆盖度(%)CO2 吸附能力(t· hm2· a-1)
2 北京都市型现代农业的碳排放现状 2.1 北京农业的基本情况 北京市位于北纬 39°56 ′, 东经 116°2 0′, 地处华北 大平原的北部 ,全市土地面积 16 410.54 km2 。地势西 北高耸 ,东南低缓。西部、北部和东北部是连绵不断的 群山 ,东南是一片缓缓向渤海倾斜的平原。北京属暖 温带半湿润气候区 ,全年降水量 600 mm左右 , 主要集 中于夏季。根据 2008 年的土地利用变更调查结果 ,北 京市农用地为 110.55 hm2 , 以林地和耕地为主 , 林地 69.1万 hm2 , 占农用地总量的 62.5%;耕地 23 .34 万 hm2 ,占农用地总量的 21.1%,未利用地以荒草地为主 , 北京土地利用类型构建见表 2。 表 2 北京土地利用类型构成 单位:万 hm2
Tab.2 LandusetypesinBeijing
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