县域农业温室气体排放特征及低碳农业发展研究——以浙江省桐庐县为例

建设农业强国，生态低碳农业是未来发展的方向，在实现“碳达峰”“碳中和”目标的大背景下，分析了桐庐县农业温室气体排放的特征和探讨了低碳农业发展的策略，为实现农业节能减排和制定农业绿色低碳发展政策提供理论依据。结果表明：桐庐县的农业温室气体排放总体呈下降趋势，种植业的排放量是畜禽养殖业的3.2倍，农用地N₂O排放量的比重最大；其中，化学氮肥产生的N₂O是第一大排放源，水稻种植产生的CH₄是第二大排放源，由生猪养殖引起的CH₄和N₂O是第三大排放源。农林牧渔业的温室气体排放强度在0.303～0.346 t CO₂-eq/万元之间。县域农业温室气体排放量受节能减排政策和农业面源污染治理措施的影响较大，“肥药双减”“非粮化”“非农化”整治和生猪稳产保供等政策措施在很大程度上影响了桐庐县的节能减排效果。化肥减量增效、稻田施肥管理、农用地耕作制度优化、高标准规模养殖场建设和畜禽粪污资源化利用是未来桐庐县绿色低碳农业发展的方向和重点。     

中原经济区建设中的低碳农业探讨——以河南省为例

分析了中原经济区发展低碳农业的必要性,指出中原经济区在发展农业的同时加大了温室气体的排放,农业机械、农产品加工耗能呈上升趋势,农业废弃物的处置不够完善等。在此基础上提出了中原经济区发展低碳农业的对策,即制定合理的发展政策,推广农业生产技术,对农业废弃物循环利用,增加森林碳汇和湿地固碳等。     

农田管理措施对土壤有机碳周转及微生物的影响

农田管理措施对农田生态系统碳循环影响显著，进而制约土壤肥力、农业生产及粮食安全，影响气候变化和环境健康。本文综述了不同农田管理措施（施肥方式、种植制度、耕作模式）对农田土壤有机碳、含碳温室气体排放和土壤微生物的影响。发现有机肥与无机肥配施情景下土壤有机碳增速最快，且施肥量与土壤碳库存在阈值效应；有机肥的施用增加了土壤中CO₂排放通量，磷、钾两种肥料的施用与施用氮肥相比更能降低农田土壤排放温室气体产生的全球增温潜势；提高有机肥和磷肥的施用比例有利于土壤中微生物丰富度的提高和微生物量碳的积累。种植结构和种植密度均会影响农田土壤的碳储量，种植结构对农田生态系统温室气体排放影响显著，轮作和间作的种植模式与传统单一作物种植相比可有效减少农田含碳温室气体的排放，同时，轮作与连作相比更有利于土壤微生物多样性的增加。保护性耕作措施有利于农田土壤固碳效率的提高，可降低农田温室气体的排放，且对微生物活性、多样性、群落结构以及碳源利用情况均有积极影响。最后总结了国际主流碳模型在农田生态系统的应用概况，并提出了未来发展展望。     

低碳农业评估数学模型的研究

为系统了解各种农业生产过程中不同农艺措施与温室气体排放的定量关系,对农业生产过程中涉及温室气体排放和固碳的环节进行了详细梳理分析,并采用量纲分析法建立了低碳农业评估数学模型。利用模型可计算得到各种农业生产过程中的具体碳消耗量、温室气体排放量、温室气体回收利用量以及碳储存量,并可综合评估区域农业温室气体排放水平。     

碳中和技术研究进展及对农业碳减排的展望

为了控制全球气候变化所带来的影响,《巴黎协定》提出将全球平均气温上升限制在1.5℃。要实现这一目标亟须解决CO₂排放量攀升的问题,并部署CO₂净零排放的技术。其中农业碳排放约占全球温室气体排放总量的1/3,因此推进农业领域减排固碳技术是发展农业碳中和的重要举措。本文主要介绍了CO₂捕集、封存及转化技术的研究进展,具体包括：利用化学、材料领域的物理化学等方法对CO₂进行捕集,并通过光电催化技术对CO₂进行高效转化;地质、海洋封存CO₂并通过矿物合成方法实现碳的循环再利用;微生物细胞工厂基于合成生物学技术将CO₂转化为燃料及化学物质,并对其在农业碳中和上的研究方向进行展望,以期为碳中和技术在农业中的应用提供理论依据和参考。     

低碳农业发展路径探析

碳元素大量排放是全球气候变暖的主因.高碳农业助推气候变暖并自害,发展不可持续.低碳农业是农业的发展趋势.发展低碳农业应从以下4条路径综合推进:在能源输入时应尽量使用清洁能源,减少化石能源使用,或在使用中尽量减少碳的排放;减少农业固碳系统破坏;增加农业碳汇;对已排放的碳进行捕捉与利用.为此,提出发展低碳农业的减碳、碳固、...     

国家粮食安全与农业双碳目标的双赢策略

粮食安全是国家安全的基石,碳达峰与碳中和已成为我国长期战略。我国是粮食消费大国,95%以上的粮食及重要农产品供应仍然靠国内农业生产。农业既是主要的碳排放源,更是重要的碳固定汇,固碳减排潜力巨大。因此,现代农业不仅可以保障国家粮食及主要农产品的有效供给,而且可以且应该助力国家双碳目标。为此,作者在总结分析国内外相关文献及自己多年研究成果基础上,系统探讨了粮食安全与双碳目标之间的相互联系及双赢策略。结果表明,粮食安全和双碳目标之间,在增产与固碳、增产与减排、固碳与减排以及相关主管部门的政策等层面存在冲突和协同关系,但协同强于冲突;农业双碳目标与绿色高质量发展在方向上高度一致,目标上相辅相成。科研实践和技术示范推广案例也证明,国家粮食安全与农业双碳目标可以通过技术创新和政策创设等途径实现双赢。依据我国农业发展新趋势,作者认为种植业碳排放已基本达峰,在粮食安全背景下农业碳达峰的峰值及达峰进程将取决于畜牧业发展及人民生活水平提升要求;农业碳中和目标能否实现将主要视甲烷（CH₄）等非二氧化碳（CO₂）温室气体减排力度,以及农业综合固碳潜力的发挥。农业碳达峰指日可待,但在目标设定上不能影响国家粮食安全和人民生活改善;农业碳中和任重道远,必须固碳与减排兼顾,并以农业CH₄等非CO₂温室气体减排为优先。总之,粮食安全下实现农业双碳目标是一项系统工程,任务艰巨,需要农业固碳减排科技创新、农业碳监测与评价方法创建、以及农业部门间的协调机制和新政策创设等综合支撑。本文的建议可为国家及地方制定农业碳达峰与碳中和目标及行动方案提供重要参考,为农业固碳减排科技创新和政策创设提供新思路。     

“气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮”专题征文通知

农业碳氮循环是全球碳氮循环中的重要组成部分,农业温室气体的减排对应对全球气候变化有重大意义。为了交流我国在农业碳氮循环领域的最新研究成果,本刊将集中刊登气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮方面的研究论文,包括：（1）农业温室气体减排的潜力与措施;（2）农业土壤固碳固氮新技术与措施;（3）农业生态系统中（种植业、养殖业、农业固废堆放等）碳氮循环规律与机理等。专辑征文请从学报网站上注册投稿（学报网址：www．aes．org．cn）,     

上海崇明岛不同施肥条件下的稻田温室气体排放格局

在上海崇明岛稻田里设置3个水平(当地正常水平,该水平的70％和50％)的施肥处理进行试验,利用静态箱/气象色谱监测体系,对3种温室气体(CO2、CH4以及N2O)进行动态监测,分析温室气体的排放量和变化规律,探讨土壤温湿度以及有机质对土壤温室气体排放通量的影响,寻求在不影响产量的条件下,减少温室气体排放的施肥措施.研究表明,施肥水平显著影响CH4和N2O的排放通量,CO2排放量与水稻生长特性有密切关系;施肥水平的提高没有促进土壤有机质的积累.在70％施肥水平下,样地的干物质积累及实际产量与100％施肥水平未有显著差异,且土壤温室气体排放量显著降低.本文结论可对农田生态系统固碳及降低农田温室气体的排放提供科学依据.     

国内外低碳农业发展经验及对天津的启示

农业生产是温室气体的重要排放源.为使天津现代农业发展能更好地应对气候变化,对国内外发展低碳农业的实践经验进行了总结,同时结合天津沿海都市型现代农业发展的特点和方向,提出对天津发展低碳农业的启示,即减量化发展是低碳农业的重要基础,天津低碳农业通过发展农业循环经济、农业增汇固碳、新能源开发利用、发展休闲农业等途径,达到农业温室气体减排增汇的目的,进而促进天津都市型现代农业可持续发展.     

中国农业土地利用管理对土壤固碳减排潜力的影响

 人类活动影响气候变化的一个重要因素是土地利用的变化,尤其是农业土地利用与管理。在中国面对全球气候变化形势的巨大压力的背景下,研究农业土地利用管理与土壤碳汇的关系,探讨农业土地利用管理对土壤固碳减排的影响,对提高我国农业土壤固碳减排潜力具有一定作用。利用国内外文献资料,分析了中国农业土地利用管理对土壤碳汇功能及其土壤固碳减排潜力的影响。结果表明,国内外大量研究显示,农业不仅是温室气体的主要排放源之一,同时也可能是温室气体的吸收汇。改善和调整农业土地利用管理方式,可以进一步增加农业土壤碳汇,如近20年,由于中国农业土壤管理的改善,农地土壤呈现碳增汇趋势。基于中国农业土地利用管理下的土壤碳汇潜力估算,尤其是推行优化管理措施下（如增加秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等）,未来50年中国农业土壤固碳减排潜力约为87—393 TgC·a-1,相当抵消中国工业温室气体排放总量的11%—52%,其中实施农田管理措施（包括有机肥应用、秸秆还田、保护性耕作）对土壤固碳的贡献率约为30%—36%（相当抵消工业温室气体排放3.4%—19%）。研究表明,中国农业土地利用管理（如实施秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等农田管理措施）在固碳减排中的作用及其潜力不可忽视。     

国外发展低碳农业的做法及其启示

农业作为重要的温室气体排放源,除了土地自身的碳释放外,化肥施用量对农业主要温室气体排放的影响最大,而畜牧业发展与水稻种植业也不同程度地影响着农业源甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)的排放量。本文介绍了国外农业控制温室气体排放,发展低碳经济的做法,分析建议通过改变农业生产方式,实施保护性耕作;推广施肥新技术,提高化肥利用率;发展生态农业和畜牧业等手段来实现中国农业的低碳发展。     

重庆农村有机废弃物产沼气潜力估算及减排效益

农业是温室气体的主要排放源,减少农业源温室气体排放对控制全球气候变化有重要作用。充分利用农村有机废弃物发展农村沼气,减少温室气体排放,对推动低碳农业有着重要意义。对重庆农村有机废弃物产沼气潜力进行定量估算,并分析了温室气体减排的效益,为重庆市发展低碳农业提供参考。     

低碳农业背景下生物技术的应用

农业已成为重要的温室气体来源。发展低碳农业,减少农业温室气体的排放量,改善农业生态环境已成为当务之急。运用生物技术进行农作物新品种的培育,提高作物的抗病虫害、除草剂能力,固碳和固氮能力,进而改善人类的生活环境,降低温室效应,促进农业产业链不断延伸。针对目前农业生产与气候变化的关系提出低碳农业,并阐述了生物技术在低碳农业生产中的应用。     

黑龙江农垦种养业生产系统温室气体排放与土壤固碳的核算

为探究区域种养业减排增效潜力,采用最新温室气体清单指南,对区域种养业生产系统温室气体排放与土壤固碳的途径和计算方法进行梳理,以黑龙江农垦种养业生产系统为研究对象,计算分析与评价该系统2009—2018年温室气体排放量与土壤固碳量。结果表明:1)在温室气体排放方面,黑龙江农垦种养业生产系统的温室气体排放量呈现“增长—下降后平稳”的趋势,2018年为2.48×1010 kg,秸秆焚烧碳排放、主要物资碳排放、稻田CH4排放为主要来源,约占排放总量的84.87%。2)在土壤固碳方面,玉米和大豆的秸秆、根系输入引起的土壤有机碳的累积变化量分别为2.15×109和1.53×108 kg,而奶牛、肉牛、蛋鸡、肉鸡和生猪有机肥输入引起的土壤有机碳的累计变化量分别为-1.43×108、-5.46×107、-2.67×106、2.26×106和-9.68×107 kg。3)近年来黑龙江农垦种养业生产系统温室气体净排放量有所增长、经济效益有所下降。基于研究结果,提出如下建议:1)加大农作物秸秆和畜禽粪便资源综合利用,建立第三方集中处理中心,减少秸秆焚烧和畜禽粪便未利用;2)确定适宜的有机物料输入种类与量,促进土壤碳固定;3)开展农机具使用效率研究。     

“气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮”专题征文通知

农业碳氮循环是全球碳氮循环中的重要组成部分,农业温室气体的减排对应对全球气候变化有重大意义。为了交流我国在农业碳氮循环领域的最新研究成果,本刊将集中刊登气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮方面的研     

“气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮”专题征文通知

农业碳氮循环是全球碳氮循环中的重要组成部分,农业温室气体的减排对应对全球气候变化有重大意义。为了交流我国在农业碳氮循环领域的最新研究成果,本刊将集中刊登气候变化、温室气体减排与土壤固碳固氮方面的研     

不同碳氮比对园林废弃物堆肥中氨气和温室气体排放的影响

[目的]针对园林废弃物堆肥过程中温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)及氨气(NH₃)排放量大的问题,研究不同碳氮比对园林废弃物堆肥过程中温室气体和NH₃排放的影响,以期为降低堆肥产生的温室效应和NH₃污染提供技术支撑。[方法]在园林废弃物中添加不同质量的鸡粪,调节堆料碳氮比至25、30和35,利用傅里叶变换红外吸收光谱仪对堆肥过程中的NH₃和温室气体排放进行监测;采用标准方法对堆料的pH、有机碳、全氮含量进行检测。[结果]堆肥后所有处理组堆料均达到腐熟标准;园林废弃物堆肥所产生的温室效应以CO₂排放引起的温室效应为主,堆肥过程中CO₂排放量存在明显差异,碳氮比分别为25、30、35的处理组CO₂平均排放量分别为5.47、9.32、19.19 g/(kg·d),可见堆肥的温室效应随着碳氮比的增加而升高;NH₃排放量随着碳氮比的增加而明显降低,碳氮比分别...     

十堰市畜牧业碳源碳汇测算及低碳发展的技术路径和生态策略

以十堰市畜牧业生产全过程中碳源和碳汇为研究对象，在参考国内外相关文献资料的基础上，对十堰市畜牧业生产全生命周期开展分析研究，选择直接生产和辅助生产作为系统边界，确定畜牧生产全过程CO₂、CH₄和N₂O共3种主要温室气体的排放源，利用IPCC清单估算法和LCA模型对2011—2021年十堰市畜牧业生产碳排量、碳库量进行测算。结果显示，2011—2021年十堰市畜牧业全生命周期每年碳排放总量为11.24万～19.84万t，草地碳库总量为83.86万～148.93万t，全生命周期每年碳净排放总量为-132.48万～-64.08万t。另外，对实现畜牧业低碳发展的技术路径和生态策略进行了研究，以期为更好地推动十堰市畜牧业低碳化和生态化发展，更好地实施节能减排和畜禽养殖废弃物资源化利用提供依据。     

我国稻田甲烷主要减排措施的技术效应与影响因素

稻田是温室气体CH₄的主要排放源,随着气候变化逐渐成为威胁农业生产的全球性问题,如何降低CH₄排放已经成为农业关注的焦点。文章基于Meta分析方法,对我国公开发表的相关定位试验数据进行了系统整理和定量分析。结果表明：与冬闲田相比,填闲种植使水稻季CH₄排放显著提高了25.81%;与常规模式相比,稻田复合种养模式（稻田养鸭、养鱼等）可以显著降低12.15%的CH₄排放;有机肥还田显著提高了82.39%的CH₄排放;有机肥经腐熟或发酵（堆肥、制沼气）后还田增加的CH₄排放的增量（26.17%）低于直接还田;与常规灌溉相比,节水灌溉可以减少61.1%的CH₄排放,其中控制灌溉减排77.01%,其效果显著优于间歇性灌溉（55.35%）;与不施氮相比,施用氮肥整体上会显著增加稻田的CH₄排放量,其效果随着施氮水平的提高呈先降低再升高的趋势;免耕或少耕等可以降低12.74%的CH₄排放;控释肥或施肥时配...